试采用梯形递推公式,编程计算 的近似积分值,要求能够根据所输入的精度要求,通过截断误差的事后预估,确定步长。用python方法编程。
时间: 2023-12-30 20:05:16 浏览: 94
好的,以下是代码实现:
```python
import math
def trapezoidal_rule(f, a, b, n):
"""
梯形递推公式计算函数f在区间[a,b]上的近似积分值
:param f: 被积函数
:param a: 积分下限
:param b: 积分上限
:param n: 划分的区间数
:return: 近似积分值
"""
h = (b - a) / n
s = (f(a) + f(b)) / 2
for i in range(1, n):
s += f(a + i * h)
return s * h
def adaptive_trapezoidal_rule(f, a, b, tol):
"""
自适应梯形递推公式计算函数f在区间[a,b]上的近似积分值
:param f: 被积函数
:param a: 积分下限
:param b: 积分上限
:param tol: 精度要求
:return: 近似积分值
"""
fa, fb = f(a), f(b)
I = (b - a) * (fa + fb) / 2
n = 1
while True:
h = (b - a) / n
s = sum(f(a + i * h) for i in range(1, n))
I_half = I / 2 + h * s / 2
if abs(I_half - I) < tol:
return I_half
else:
I = I_half
n *= 2
# 测试代码
f = lambda x: math.sin(x) / x
a, b = 0.01, 1
tol = 1e-6
I_approx = adaptive_trapezoidal_rule(f, a, b, tol)
print("近似积分值:", I_approx)
```
解释一下代码的实现思路:
- `trapezoidal_rule`: 实现了梯形递推公式的计算,其中`h`是步长,`s`是对区间内所有点进行加权求和的结果。
- `adaptive_trapezoidal_rule`: 实现了自适应梯形递推公式的计算,其中`I`是初步的积分估计值,`n`是区间数。在每一次迭代中,我们根据当前的区间数和步长计算出新的估计值`I_half`,并通过比较`I_half`和`I`的差距来判断是否达到了要求。如果达到了,我们返回`I_half`;如果没有达到,我们将`I_half`作为新的初始估计值,将区间数`n`翻倍,再次计算。
希望这段代码能够帮助你解决问题。如果有不明白的地方,随时可以问我。
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