分别用复合梯形及复合辛普森求积计算定 积分根号xlnx,要求精度为10的-4次方, 求步长,写出MATLAB代码
时间: 2024-12-08 21:15:42 浏览: 23
为了计算定积分 ∫√x * ln(x) dx 精度达到 10^-4,我们可以使用复合梯形法则 (Composite Trapezoidal Rule) 和复合辛普森法则 (Composite Simpson's Rule)。这两个方法都需要将区间划分为若干等间距或等权重的小段,然后分别应用规则进行近似。
首先,我们需要确定步长 h,对于复合梯形法则通常选择步长较小以便提高精度。假设我们采用 n 步,那么总宽度为 nh。对于复合辛普森法则,需要一个奇数步数,如 2n+1,因为它的公式基于三个函数值。
1. **复合梯形法**:
- 步长 h = (b - a) / n 或者更准确些,h = √(ε / (2 * M)), 其中 ε 是目标精度,M 是函数的最大绝对值估计。
- MATLAB代码示例:
```matlab
function result = composite_trapezoid(a, b, epsilon)
n = floor(eps / (b - a)); % 初始步长估计
M = max(abs(sqrt(x.*log(x)))) % 预估函数最大值
h = sqrt(epsilon / (2 * M));
result = trapz(compute_points(a, b, h), x_values(h)) + trapz(compute_points(b, a, -h), x_values(-h));
end
function points = compute_points(start, end, step)
start_idx = floor((start - a) / step);
points = linspace(start + step * start_idx, end, numel(start_idx) + 1);
end
function x_values(step)
% 生成对应的x值数组
% ...
end
```
2. **复合辛普森法则**:
- 对于奇数步数 n,可以设 n = 2k + 1,其中 k = ceil(eps^(1/3) / (b - a))。
- MATLAB代码示例:
```matlab
function result = composite_simpson(a, b, epsilon)
n = ceil(eps^(1/3) / (b - a)); % 奇数步长估计
M = max(abs(sqrt(x.*log(x))));
h = (b - a) / (2 * n); % 辛普森公式步长
result = simpson(compute_points(a, b, h), x_values(h)) + simpson(compute_points(b, a, -h), x_values(-h));
end
% ... 同样地,你需要补充compute_points和x_values函数来生成点集
```
注意,由于涉及到计算根号、对数和平方根,你需要确保输入x值大于0,并提供适当的数值范围限制。实际编写时,你需要完善`compute_points`、`x_values` 函数以及处理边界条件和特殊值。
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