1. Вычислил каждый из интегралов, приведенных в варианте задания:
а) по формуле средних прямоугольников;
б) по формуле трапеций;
в) по формуле Симпсона,
разбив интервал интегрирования на n частей (n = 10) .
Даны два интеграла:
1) ; (8.6)
2) . (8.7)
Обозначим . Тогда , , , .
2. Функции и в промежутке убывают и положительны, следовательно, 0.75 и . Оценим погрешность вычисления интеграла (8.6) для формулы прямоугольников, трапеции и Симпсона соответственно:
1) ;
2) ;
3) .
Функции и в промежутке убывают и отрицательны, следовательно, и . Оценим погрешность вычисления интеграла (8.7) для формулы прямоугольников, трапеции и Симпсона соответственно:
1) ;
2) ;
3) .
Из выше приведенных расчетов видно, что верхняя оценка абсолютной погрешности для обоих интегралов (8.6) и (8.7) наименьшая для формулы Симпсона, на втором месте формула средних прямоугольников, а наибольшая у формулы трапеций. Данные таблицы 1 показывают, что фактическая абсолютная погрешность приведенных методов интегрирования имеет такую же закономерность. Наименьшая у формулы Симпсона, далее формула средних прямоугольников и формула трапеций.
3. Вычислил приведенные в задании интегралы аналитически и нашел в каждом случае абсолютную погрешность вычисления. Результаты вычисления приведены в таблице 1.
Значения интегралов равны:
1) = ;
2) = .
Интеграл
Значение интеграла
Абсолютная погрешность
1.216395
1.208586
1.232440
1.217969
7.81E-03
1.60E-02
1.57E-03
-0.644050
-0.64346
-0.64522
-0.644056
5.89E-04
1.18E-03
6.58E-06
1 -
Значение интеграла вычисленное аналитически
2 -
Формула средних прямоугольников
3 -
Формула трапеций
4 -
Формула Симпсона
Таблица 1.Результаты вычисления интегралов различными численными методами