simpson求积公式有几次代数精确度,simpson求积公式具有几次代数精度
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simpson求积公式共有几次精度?
有三次精度
比如你的积分区间是[-1,1],插值型积分公式自然对二次以下的多项式严格成立。考虑三次函数f(x)=x^3,显然它是奇函数,积分是0,而代入Simpson公式也是0,所以有3次代数精度。
这种看法对偶数阶Newton-Cotes公式都是有效的。
至于证明中用到的中点导数值,我认为只是基于它三次代数精度的一个巧妙的构造。况且误差估计证明方法也不唯一。事实上,对一般的Newton-Cotes公式的误差估计的证明并未用到类似的构造。
什么函数可以求定积分?
一般来说,可以使用定积分求解函数曲线下面的面积。定积分是微积分中的一种重要概念,可以使用数值积分法或符号积分法来求解。
符号积分法是求导的逆运算,可以通过不定积分求解常数项,并利用极限的性质计算积分值。
数值积分法则是通过近似算法,将曲线分成多个小片段,然后把每个小片段的面积加起来来求得整个曲线下面的面积。
常见的数值积分法包括梯形法、辛普森法等,而符号积分法则涉及到一些复杂的数学理论和技巧,例如换元积分法、分部积分法等。
对应不定积分有初等函数解的,即可以积出来的,先积出原函数后就没什么问题。
对应不定积分无初等函数解的。要说具体技巧多了,那只能就题论题,我只能说说思考方向。
1.考虑对称性,利用对称性抵消一部分,剩下一般为简单部分。
2.考虑区间的特殊性,利用换元构造方程。比如0到π/2,f(sinx)与f(cosx)的积分相等,就是换元t=π/2-x后得到的。
3.由定积分的性质拆分区间构造方程。
4.转化为二重积分,交换积分次序后,中间步骤可能会积出原函数。比如0到无穷,[e^(-2x)-e^(x)]/x的积分,可以转化为∫[]0+,∞]dx∫[1,2]e^(-xy)/xdy,先对y积分,则e^(-xy)/x对y可以积出。
5.对于无穷或者半无穷区间的,一般可以用留数法、构造收敛因子、傅立叶变换、拉普拉斯变换等,这些相对比较难了。
6.对于特殊区间,经过换元转化为[0,1]上的积分,用幂级数展开,逐项积分,最后求级数收敛值。
我能想到的只有这么多了。
以上均为求精确解,一般区间对于积不出的情况,只有用数值分析近似求解了。
在数学中,有多种函数可以用来求定积分,具体的选择取决于被积函数的类型。以下是一些常见的函数:
1. 多项式函数:多项式函数是具有最简单形式的函数,可以用多项式的求积公式来求定积分。
2. 三角函数:三角函数,如正弦函数、余弦函数等,常用于描述周期性变化,可以利用三角函数的性质和三角恒等式来求定积分。
3. 指数函数和对数函数:指数函数和对数函数是常见的函数,它们的积分可以通过变量代换等方法求得。
4. 有理函数:有理函数是多项式函数的商,可以用分部积分、部分分式等方法求定积分。
5. 特殊函数:特殊函数,如伽马函数、贝塞尔函数、椭圆函数等,有特殊的定义和性质,可以通过特殊函数的性质来求定积分。
需要注意的是,不是所有的函数都能求出精确的定积分,有时需要利用数值方法进行近似计算。
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