我有一个二重积分,区间为(0,0)到(2,2)的正方形区域,在(0,0)到(1,1)区域内,被积函数为xy,剩余范围内,函数为xy²+xy,现在开始编写程序,在C++中编写该代码,用高斯积分求解
时间: 2024-03-27 16:35:58 浏览: 106
重积分的数值计算-lte-v2x车联网技术、标准与应用_通信
好的,以下是使用高斯积分法在C++中求解该二重积分的程序:
```cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
// 定义被积函数
double func(double x, double y) {
if (x <= 1 && y <= 1)
return x * y;
else
return x * y * y + x * y;
}
// 定义高斯积分函数
double gauss(double a, double b, int n) {
double x[10], w[10], sum = 0;
int i, j, m;
double pi = 3.14159265358979323846;
m = (n + 1) / 2; // 求积点个数
for (i = 1; i <= m; i++) { // 求积点和权值
double t = cos(pi * (i - 0.25) / (n + 0.5));
double p = 0;
do {
double pp = 1.0;
double s = sin(pi * (i - 0.25) / (n + 0.5));
for (j = 1; j <= n; j++) {
double z = cos(pi * (j - 0.5) / n);
pp = pp * sqrt(1 - t * t * z * z);
}
p = p + pp;
t = t - s * s * pp / (t * t - s * s);
} while (fabs(pp) > 1e-15);
x[i - 1] = -t;
x[n - i] = t;
w[i - 1] = w[n - i] = 2.0 / ((1 - t * t) * p * p);
}
for (i = 0; i < n; i++) { // 高斯求积
for (j = 0; j < n; j++) {
sum = sum + w[i] * w[j] * func((a + b + (b - a) * x[i]) / 2, (a + b + (b - a) * x[j]) / 2);
}
}
return (b - a) * (b - a) * sum / 4; // 返回积分结果
}
int main() {
double a = 0, b = 2; // 积分上下限
double res = gauss(a, b, 10); // 调用高斯积分函数,n取10
cout << "The result is: " << res << endl;
return 0;
}
```
程序中的高斯积分函数`gauss`使用了Gauss-Legendre公式,通过迭代计算出积分点和权值,再利用高斯求积公式计算积分值。在主函数中,我们将积分上下限设为0和2,将积分点个数n取为10,调用高斯积分函数计算二重积分的值,并将结果打印输出。
需要注意的是,程序中的被积函数`func`中的积分范围是从(0,0)到(2,2)的正方形区域,而题目中只需要在(0,0)到(1,1)区域内进行计算,因此需要在函数中加以判断。
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