数值积分之龙贝格积分

article/2025/10/1 23:27:34

除了复化求积外,这里用龙贝格积分法进行近似求积,其原理与埃特金插值有些类似,进行线性整合后使结果具有高精度的求积效果。在实际过程中,由于对于评判合理步长的困难,我们常采取变步长的办法进行计算,使结果满足精度要求。龙贝格运算过程:梯形公式装载数据→辛甫生化→柯特斯化→龙贝格高精度化

 

对于梯形公式,我们知道T1=[F(X)+F(Xk+1)]*h/2,T2=[F(X)+2*F(Xk+1/2)+F(Xk+1)]*h/4,显然得出T2=T1/2+∑F(Xk+1/2)*h/2的关系。其中的h=(b-a)/N,在下一步计算时,要进行步长二分。当取得一定的梯形公式数据点后,就可以直接进行数据高精度化了。

辛甫生化:S=(4*T2n-)/3;

柯特斯化:C=(16*S2n-)/15;

龙贝格化:R=(64*C2n-)/63。

 

建立数组T[]、S[]、C[]、R[]分别存放各自的数据,用函数F(x)=Sin(x)/x在区间[0,1]上进行检验,F(0)=1。

h=b-a;
T2=T1=(F(a)+F(b))*h/2;
//进行梯形公式数据装载
for(int i=0;i<N+3;i++)//N为龙贝格数据个数
{T[i]=T2;sum=0;x=a+h/2;while(x<b){sum=F(x)+sum;x+=h;}T2=(T1+h*sum)/2;h=h/2;T1=T2;
}
//进行梯形公式到辛甫生的转化
for(int i=0;i<N+2;i++)S[i]=(4*T[i+1]-T[i])/3;
//进行辛甫生到柯特斯的转化
for(int i=0;i<N+1;i++)C[i]=(16*S[i+1]-S[i])/15;
//进行柯特斯到龙贝格的转化
for(int i=0;i<N;i++)R[i]=(64*C[i+1]-C[i])/63;

最后,当然是验证输出结果了:

在VS2010下运行的结果,看来龙贝格公式果然高精度啊!


http://chatgpt.dhexx.cn/article/uY15mdqL.shtml

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