(完整word版)数值分析实验报告2.doc

第PAGE\*MERGEFORMAT5页实验报告一、实验名称复合梯形求积公式、复合辛普森求积公式、龙贝格求积公式及自适应辛普森积分。二、实验目的及要求1.掌握复合梯形求积计算积分、复合辛普森求积计算积分、龙贝格求积计算积分和自适应辛普森积分的基本思路和步骤.2.培养Matlab编程与上机调试能力.三、实验环境计算机，MATLAB软件实验内容1.用不同数值方法计算积分。取不同的步长h。分别用复合梯形及复合辛普森求积计算积分，给出误差中关于h的函数，并与积分精确指比较两个公式的精度，是否存在一个最小的h，使得精度不能再被改善。用龙贝格求积计算完成问题（1）。（3）用自适应辛普森积分，使其精度达到10-4。五、算法描述及实验步骤复合梯形公式将区间[a,b]划分为n等份，分点xk=a+ah,h=(b-a)/h,k=0,1,...,n，在每个子区间[xk,xk+1](k=0,1,...,n-1)上采用梯形公式（1.1），得（1.1）（1.2）（1.3）其中Tn称为复合梯形公式，Rn为复合梯形公式的余项。复合辛普森求积公式将区间[a,b]划分为n等份，在每个子区间[xk,xk+1](k=0,1,...,n-1)上采用辛普森公式（1.4），得（1.4）（1.5）（1.6）其中Sn称为复合辛普森求积公式，Rn为复合辛普森求积公式的余项。龙贝格算法统一的公式：（1.7）经过m（m=1,2...）次加速后，余项便取下列形式：（1.8）上述处理方法通常称为理查森外推加速法。设以表示二分k次后求得的梯形值，且以表示序列｛｝的m次加速值，则依递推公式（1.7）可得（1.9）公式（1.9）也称为龙贝格求积算法，计算过程如下：取k=0,h=b-a,求。令（k记区间[a,b]的二分次数）。求梯形值T0((b-a)/2k),即按递推公式（1.10）计算。（1.10）求加速值，按公式（1.9）逐个求出T值。若（预先给定的精度），则终止计算，并取；否则令转（2）继续计算。自适应积分方法设给定精度要求，计算积分的近似值。先取步长h=b-a，应用辛普森公式有（1.11）表区间[a,b]对分，步长h2=h/2=(b-a)/2，在每个小区间上用辛普森公式，得（1.12）上式即为（1.13）将（1.12）与（1.13）比较得(1.14)则期望得到（1.15）此时可取S2(a,b)作为的近视，则可达到给定的误差精度。如果不行，则细分区间，进行计算。六、调试过程及实验结果取不同的步长，得到的不同结果如下表：方法步长数n8163264复合梯形-0.4081752659412-0.4300526451254-0.4384455545521-0.4420384567157复合辛普森-0.4366254599415-0.4413577845643-0.4485764578412-0.4440567812461龙贝格公式-0.4440466483230-0.444046683231-0.440466472144-0.4440466483231自适应辛普森-0.4432496512462-0.4439840234457-0.44426854611233-0.4443774893458七、总结通过本次学习Matlab，掌握了复合梯形求积公式、复合辛普森求积公式、龙贝格求积公式及自适应辛普森积分的程序和算法，为以后处理数据提供一种更加简便，准确的方法。八、附录（源程序清单）1.复合梯形function