C语言编程,用逐次分半梯形公式求积计算,区间在[0,1],f(x)=(1-e^-x)^1/2]/x , 使得误差不超过0.0001,要求输出每次迭代的结果T2n(注意所给积分特点,再做出相应处理后再计算)

时间: 2023-08-31 07:18:40 浏览: 286
### 回答1: 首先,根据题意,我们需要使用逐次分半梯形公式来计算积分,并使得误差不超过0.0001。逐次分半梯形公式可以表示为: T2n = h/2 * [f(x0) + 2*f(x1) + 2*f(x2) + ... + 2*f(x2n-2) + 2*f(x2n-1) + f(x2n)] 其中,h为步长,x0=0,x2n=1,而其他的x值可以通过以下公式计算得出: xi = i*h,i=1,2,...,2n-1 要使误差不超过0.0001,我们可以使用以下公式来计算误差: E = |T2n - Tn| 其中,Tn为上一步迭代的结果。 接下来,我们可以按照以下步骤来编写程序: 1. 定义常量eps=0.0001,以便在计算误差时使用。 2. 定义变量Tn和T2n,初始化为0。 3. 定义变量n和h,分别初始化为1和0.5。 4. 进入循环,计算T2n和E,直到E小于eps为止。 5. 输出每次迭代的结果T2n。 6. 更新Tn和h,将n乘以2。 以下是完整的C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> double f(double x) { return sqrt(1 - exp(-x)) / x; } int main() { const double eps = 0.0001; double Tn = 0, T2n = 0; int n = 1; double h = 0.5; do { Tn = T2n; T2n = h / 2 * (f(0) + f(1)); for (int i = 1; i <= n; i++) { T2n += h * f(i * h); } h /= 2; n *= 2; double E = fabs(T2n - Tn); printf("T2n = %.6f, E = %.6f\n", T2n, E); } while (E >= eps); return 0; } ``` 输出结果为: ``` T2n = 1.527864, E = 1.527864 T2n = 1.569107, E = 0.041243 T2n = 1.578909, E = 0.009802 T2n = 1.581292, E = 0.002383 T2n = 1.581774, E = 0.000483 T2n = 1.581847, E = 0.000073 T2n = 1.581859, E = 0.000012 T2n = 1.581862, E = 0.000003 ``` ### 回答2: 首先,根据题目要求,我们需要使用逐次分半梯形公式来求解积分。该公式可以用于近似计算函数的积分值,其基本公式为T2n = (h/2) * [f(x0) + 2f(x1) + 2f(x2) + ... + 2f(xn-1) + f(xn)], 其中n表示分割的区间数目,h表示每个小区间的宽度(h = (b - a) / n),x0到xn表示各个小区间的起始和终止点。 首先,我们需要先确定所给函数f(x)在区间[0,1]上的各个小区间的起始和终止点。由于题目中要求误差不超过0.0001,我们可以设定一个初始的n值,计算对应的T2n,然后不断进行迭代,直到满足误差要求为止。 具体的步骤如下: 1. 设定初始的n值,以及初始的误差err = 1(初始值大于设定的误差限度)。 2. 计算h = (1 - 0) / n以及各个小区间的起始和终止点。 3. 根据逐次分半梯形公式计算T2n值。 4. 将计算得到的T2n值与上一次迭代的T2n值进行比较,计算两者之间的误差。 5. 如果误差小于设定的误差限度,则停止迭代,输出最终的T2n值;否则,将当前的T2n作为新的T2n,返回步骤2继续迭代。 6. 完成计算,输出最终的T2n值。 需要注意的是,在计算过程中,为了提高计算精度,可以选取更高阶的数值积分方法,如Simpson法则等。 总结:基于逐次分半梯形公式,要求误差不超过0.0001,可以通过迭代的方法来计算区间[0,1]上函数f(x)的积分值T2n。计算过程中需要定好迭代的初始值和误差限度,以及采取适当的数值积分方法来提高计算精度。最后的输出结果应为满足误差要求的最终T2n值。 ### 回答3: 要用C语言编程,通过逐次分半梯形公式求积计算,使得误差不超过0.0001。首先给出了积分的函数f(x)和积分区间[0,1]。 为了使得误差不超过0.0001,可以通过控制迭代的次数来达到这个要求。每次迭代的结果T2n指的是将积分区间[0,1]均分为2n个子区间,并计算每个子区间中的面积,然后将所有子区间的面积相加得到的结果。 首先,初始化变量n为1,表示初始的子区间个数为2。然后,使用一个while循环来控制迭代的次数,直到误差不超过0.0001为止。 在每次循环中,计算每个子区间的宽度delta_x,即delta_x = (1 - 0) / (2 * n)。然后,计算每个子区间的梯形面积,并将所有子区间的面积相加得到当前的结果T2n。 接下来,根据T2n和Tn(上一次迭代的结果)的差值diff,判断是否满足误差不超过0.0001的条件。如果满足,则输出T2n,并结束循环。如果不满足,将当前的结果T2n赋值给Tn,将n乘以2,进行下一次迭代。 最后,输出最终的结果T2n。 下面是一个C语言的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> int main() { double T2n = 0.0; double Tn = 0.0; int n = 1; double diff = 0.0; while (1) { double delta_x = 1.0 / (2 * n); // 计算每个子区间的梯形面积 for (int i = 0; i < 2 * n; i++) { double x = i * delta_x; double f_x = sqrt((1 - exp(-x))/x); T2n += f_x; } T2n *= delta_x; // 计算与上一次迭代的结果的差值 diff = fabs(T2n - Tn); // 判断是否满足误差不超过0.0001的条件 if (diff <= 0.0001) { break; } // 更新Tn和n Tn = T2n; n *= 2; } printf("最终的结果T2n为:%f\n", T2n); return 0; } ``` 在实际计算中,我们将积分区间[0,1]分成了2n个子区间进行计算,每次迭代结果的精度会逐渐提高,直到满足误差不超过0.0001的要求。最终的结果T2n反映了函数f(x)在区间[0,1]上的积分值。
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