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matlab定积分矩形法实验报告 定积分的近似计算(数学实验报告matlab版).doc

时间:2023-11-27 16:32:13

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matlab定积分矩形法实验报告 定积分的近似计算(数学实验报告matlab版).doc

数学实验报告

实验序号:2日期: 12月 5日

班级

应数一班姓名孙婉婉学号1101114143

实验名称

定积分的近似计算加深理解积分理论中分割、近似、求和、取极限的思想方法了解定积分近似计算的矩形法、梯形法与抛物线法会用MATLAB语言编写求定积分近似值的程序,会用MALAB中的命令求定积分。,取n=120.要求使用函数trapz( )、quad( )进行计算求解,并比较结果的差异;

2 试计算定积分.(注意:可以运用trapz( )、quad( )或附录程序求解吗?为什么?);

3 学习fuluBsum.m的程序设计方法,尝试用函数sum改写附录C的程序,避免for循环。实验原理与数学模型:

实验原理与数学模型:

1.? 矩形法:根据定积分的定义,每一个积分和都可以看作是定积分的一个近似值,即在几何意义上,这是用一系列小矩形面积近似小曲边梯形的结果,所以把这个近似计算方法称为矩形法.不过,只有当积分区间被分割得很细时,矩形法才有一定的精确度.

针对不同的取法,计算结果会有不同。

(1) 左点法:对等分区间

,在区间上取左端点,即取。

(2)右点法:同(1)中划分区间,在区间上取右端点,即取。

(3)中点法:同(1)中划分区间,在区间上取中点,即取。

2.? 梯形法

等分区间

,相应函数值为 ().曲线上相应的点为 ()将曲线的每一段弧用过点,的弦(线性函数)

来代替,这使得每个上的曲边梯形成为真正的梯形,其面积为

,.于是各个小梯形面积之和就是曲边梯形面积的近似值,

即 ,称此式为梯形公式。?

3.? 抛物线法

将积分区间作等分,分点依次为

,,对应函数值为

(),曲线上相应点为

().

现把区间上的曲线段用通过三点,,的抛物线

来近似代替,然后求函数从到的定积分:

由于,代入上式整理后得

同样也有

……

将这个积分相加即得原来所要计算的定积分的近似值:

这就是抛物线法公式,也称为辛卜生(Simpson)公式.?

实验所用软件及版本:B主要内容:

1,分别用梯形法与抛物线法,计算,将积分区间[1,2]作120等分。并尝试用函数trapz(),quad()进行算求解,比较结果的差异。

2,试计算定积分.

(注意:可以运用trapz()、quad()、或附录程序求解吗?为什么?)

3,学习fuluBsum.m的程序设计方法,尝试用函数sum改写矩形法和抛物线法的程序,避免for循环。

实验过程记录(含基本步骤、主要程序清单及异常情况记录等):

1、(1)梯形法:

①、format long

n=120;a=1;b=2;inum=0;

syms x fx

fx=1/x;

for i=1:n

xj=a+(i-1)*(b-a)/n;

xi=a+i*(b-a)/n;

fxj=subs(fx,'x',xj);

fxi=subs(fx,'x',xi);

inum=inum+(fxj+fxi)*(b-a)/(2*n);

end

inum

②x=1:1/120:2;

y=1./x;

trapz(x,y)

(2)抛物线法:

① format long

n=120;a=1;b=2;inum=0;

syms x fx

fx=1/x;

for i=1:n

xj=a+(i-1)*(b-a)/n;

xi=a+i*(b-a)/n;

xk=(xi+xj)/2;

fxj=subs(fx,'x',xj);

fxi=subs(fx,'x',xi);

fxk=subs(fx,'x',xk);

inum=inum+(fxj+4*fxk+fxi)*(b-a)/(6*n);

end

inum

②quad('1./x',1,2)

2、(1)符号求积分:

int('sin(x)/x','x',0,inf)

(2)quad('sin(x)./x',0,inf)

3 ex2zhi2tixingfa.m

format long

n=120;a=1;b=2;inum=0;

syms x fx

fx=1./x;

for i=1:n

xj=a+(i-1)*(b-a)/n; xi=a+i*(b-a)/n;

fxj=sub

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