Extras din curs
Integrare şi derivare numerică.
Ne propunem să calculăm aproximativ valorile
în condiţiile în care
funcţia este continuă pe intervalul [a, b] şi derivabilă în x0
primitiva F nu este cunoscută
funcţia f este cunoscută numai prin valorile f(xi) pe care le ia într-un număr restrîns de puncte xi, i=0:N
Integrare şi derivare numerică
Definim o metodă aproximativă de integrare ca
Metoda aproximativă de integrare este slab convergentă dacă
Teoremă Condiţia necesară şi suficientă ca metoda de integrare IN[f] să conveargă slab către I[f] se exprimă prin relaţiile
a) există M > 0 astfel încât
pentru toţi N=1,2,...
b) pentru toţi k=0,1,...
Metode de tip Newton-Cotes.
funcţia pondere w:(a,b)R+, nu modifică problema, întrucât putem lua g(x)=f(x)*w(x), iar RN este eroarea (sau restul) formulei aproximative de integrare.
Metodele de tip Newton-Cotes se bazează pe integrarea polinomului de interpolare, utilizând ca suport al interpolării nodurile echidistante în intervalul [a,b], adică
Metodele de integrare de tip Fejer integrează polinomul de interpolare folosind ca noduri xiN - rădăcinile polinomului ortogonal pN(x), definit relativ la ponderea w(x)
Metode de tip Newton-Cotes.
Coeficienţii aiN se determină impunând ca formula aproximativă să fie exactă (R=0),dacă f aparţine unei anumite clase de funcţii (de exemplu polinoame de grad N, fN).
Cum funcţia este cunoscută numai în nodurile xi, i=0:N, o vom aproxima prin polinomul ei de interpolare Lagrange
Metode de tip Newton-Cotes.
Printr-o schimbare liniară de variabilă, coeficienţii aiN pot fi făcuţi independenţi de intervalul de integrare; ei sunt totuşi inutilizabili, fiind de valori mari şi de semne contrarii, ceea ce conduce la instabilitate numerică.
Expresia erorii în metodele de tip Newton-Cotes se deduce integrând expresia erorii din polinomul de interpolare: f(x)=PN(x)+EN(x),
Conținut arhivă zip
- Integrare si Derivare Numerica.ppt