數值積分部分考點總結
梯形公式,中矩形公式,辛甫生公式應當熟練掌握p59
機械求積法(求積結點和求積係數(節點的權))
代數精度的定義(會計算給定求積公式的代數精度)
在求積節點給定的情況下,求積公式的構造本質上是個線性方程組的代數問題
插值型求積公式
定理1:形如
p59(
4)的求積公式至少具有
n次代數精度的充分必要條件是,它是插值型的。所以一旦求積結點
xk已被給出,那麼,求積係數
ak的確定有兩條可供選擇的途徑:
a.求解線性方程組
b.計算積分(
n階的牛頓
-科特斯公式至少有
n次代數精度)
注:n為偶數有
n+1次代數精度,
n為奇數有
n次代數精度
牛頓-科特斯公式:
ck:科特斯係數。高階公式由於穩定性差而不宜採用,有實用價值的僅僅是幾種低階的求積公式。
幾種低階求積公式的餘項
復化積分法:復化積分公式和復化辛甫生公式需要掌握
梯形法的遞推化:演算法簡單,但精度較低,收斂速度緩慢,如何提高收斂速度以節省計算量
事後估計法
龍貝格公式的加速是極其顯著的
適當地選擇求積節點xk,可以使求積公式具有
2n-1
次代數精度。這種高精度的求積公式稱高斯公式。高斯公式的求積節點
xk稱為高斯點。
一點高斯公式
兩點高斯公式
以高斯點為零點的n次多項式
w(x)
與一切次數小於等於
n-1次的多項式
p(x)
正交。其逆命題也成立:若
w(x)
與任意n-1
次多項式正交,則其零點必為高斯點。
定理2 節點
xk是高斯點的充分必要條件是
w(x)
與一切次數小於等於
n-1的多項式
p(x)
正交,即成立。
勒讓德多項式:以高斯點xk為零點的n次式
三次高斯公式背
題型:檢驗求積公式代數精度(帶入直接計算即可)
構造求積公式(兩種方法)a.帶入解方程
b求積分
判斷求積公式是不是插值型的並求積分
構造插值型求積公式(只能用積分的方法)(注意利用求積公式內在的對稱性減少運算)
可能會使用區間變換的方法進行求解(p84題5)
利用三點高斯公式進行精度驗證和求積公式設計
計算加工後的鬆弛公式p91(帶特殊點進行計算)
數值分析實驗二 數值積分
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