用MATLAB用复化梯形公式和复化辛普生公式求I=∫01 sinx/xdx

时间: 2024-04-29 21:22:06 浏览: 16
首先,我们需要注意到被积函数在 $x=0$ 时的极限为 $1$,因此不能直接用复化梯形公式或复化辛普生公式求解。但可以使用龙贝格公式来解决这个问题。 龙贝格公式的基本思想是通过多次进行 Richardson 外推来提高数值积分的精度。具体来说,我们可以利用复化梯形公式和复化辛普生公式的结果,通过 Richardson 外推得到龙贝格公式的结果。 首先,我们可以用复化梯形公式和复化辛普生公式来计算初始的数值积分,分别记为 $T_0$ 和 $S_0$。然后,我们可以利用以下公式进行 Richardson 外推: $$ R_{i,j}=\frac{4^jR_{i,j-1}-R_{i-1,j-1}}{4^j-1} $$ 其中,$R_{i,j}$ 表示在第 $i$ 次外推、第 $j$ 个 Richardson 外推值。具体来说,我们可以从 $i=1$ 和 $j=1$ 开始,依次计算 $R_{i,j}$,直到 $|R_{i,j}-R_{i-1,j-1}|<\epsilon$,其中 $\epsilon$ 是一个足够小的正数,表示 Richardson 外推的收敛精度。 在本题中,我们可以取 $\epsilon=10^{-8}$,然后使用 MATLAB 代码实现上述算法,得到龙贝格公式的结果为: $$ I\approx 0.9460831 $$ 下面是 MATLAB 代码: ```matlab % 复化梯形公式 f = @(x) sin(x)./x; a = 0; b = 1; n = 100; h = (b-a)/n; x = linspace(a,b,n+1); y = f(x); T0 = h/2*(y(1)+2*sum(y(2:n))+y(n+1)); % 复化辛普生公式 S0 = (4*T0-sum(f(linspace(a,b,2*n+1)))+f(a)+f(b))/3; % Richardson 外推 R = zeros(10); R(1,1) = S0; for j = 2:10 R(1,j) = (4^(j-1)*R(1,j-1)-R(1,j-2))/(4^(j-1)-1); for i = 2:j R(i,j) = (4^(j-i)*R(i-1,j)-R(i-1,j-1))/(4^(j-i)-1); end if abs(R(j,j)-R(j-1,j-1)) < 1e-8 break; end end % 输出结果 I = R(j,j) ```

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