数值分析实验指导-7积分

数值分析实验指导潘志斌2014年3月实验七数值积分数值实验综述：通过数值积分实验掌握数值积分的实现，理解各种数值积分公式的特性，并能用数值积分求解积分方程和微分方程。基础实验7.1Newton-cotes型求积公式实验目的：学会Newton-cotes型求积公式,并应用该算法于实际问题.实验内容：求定积分0cosxdxex实验要求：选择等分份数n,用复化Simpson求积公式求上述定积分的误差不超过810的近似值,用MATLAB中的内部函数int求此定积分的准确值,与利用复化Simpson求积公式计算的近似值进行比较。7.2Romberg算法实验目的：学会数值求积的Romberg算法,并应用该算法于实际问题.实验内容：求定积分15.0dxx实验要求：（1）要求程序不断加密对积分区间的等分,自动地控制Romberg算法中的加速收敛过程,直到定积分近似值的误差不超过610为止,输出求得的定积分近似值。（2）可用MATLAB中的内部函数int求得此定积分的准确值与Romberg算法计算的近似值进行比较。7.3Gauss型求积公式实验目的：学会Gauss型求积公式,并应用该算法于实际问题.实验内容：求定积分4421xdx实验要求：（1）把Gauss点的表格存入计算机,以Gauss-Legendre求积公式作为本实验的例子,要求程序可以根据不同的阶数n,自动地用n阶Gauss-Legendre求积公式计算上述定积分的近似值.体会Gauss型求积公式是具有尽可能高的代数精度的数值求积公式。（2）可用MATLAB中的内部函数int求得此定积分的准确值与Gauss型求积公式求得的值进行比较。相关MATLAB函数提示：diff(x)如果x是向量，返回向量x的差分；如果x是矩阵，则按各列作差分diff(x,k)k阶差分q=polyder(p)求得由向量p表示的多项式导函数的向量表示qFx=gradient(F,x)返回向量F表示的一元函数沿x方向的导函数F'(x)，其中x是与F同维数的向量z=trapz(x,y)x表示积分区间的离散化向量；y是与x同维数的向量，表示被积函数；z返回积分的近似值z=guad(fun,a,b,tol)自适应步长Simpson积分法求得Fun在区间[a,b]上的定积分，Fun为M文件函数句柄，tol为积分精度z=dblquad(fun,a,b,c,d,tol,method)求得二元函数Fun(x,y)的重积分z=triplequad(fun,a,b,c,d,e,f,tol,method)求得三元函数Fun(x,y,z)的重积分