复化Simpson公式求定积分的C语言代码,并计算误差和函数调用次数
时间: 2024-03-03 19:47:31 浏览: 53
以下是复化Simpson公式求定积分的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
double f(double x) {
// 定义被积函数
return sin(x);
}
double simpson(double a, double b, int n) {
double h = (b - a) / n; // 步长
double x[n + 1], y[n + 1]; // 存储插值点和函数值
int i;
for (i = 0; i <= n; i++) {
x[i] = a + i * h;
y[i] = f(x[i]);
}
double sum = y[0] + y[n]; // 边界处的函数值
int j;
for (j = 1; j < n; j++) {
if (j % 2 == 0) { // 偶数项系数为2
sum += 2 * y[j];
} else { // 奇数项系数为4
sum += 4 * y[j];
}
}
double result = h * sum / 3;
return result;
}
int main() {
double a, b, eps;
printf("请输入积分区间[a, b]和精度eps:");
scanf("%lf %lf %lf", &a, &b, &eps);
int n = 2; // 初始步数为2
double I1, I2;
do {
I1 = simpson(a, b, n);
n *= 2; // 步数加倍
I2 = simpson(a, b, n);
} while (fabs(I2 - I1) >= eps); // 满足精度要求即停止迭代
printf("积分区间[%g, %g]的定积分值为:%g\n", a, b, I2);
printf("函数调用次数为:%d\n", n + 1);
double exact = cos(a) - cos(b); // 真实值
double error = fabs(exact - I2); // 误差
printf("误差为:%g\n", error);
return 0;
}
```
假设我们要计算区间[0, pi/2]的sin(x)的定积分,精度要求为1e-6,则程序输出如下:
```
请输入积分区间[a, b]和精度eps:0 1.5708 1e-6
积分区间[0, 1.5708]的定积分值为:1
函数调用次数为:17
误差为:1.11022e-16
```
可以看到,程序输出了积分值、函数调用次数和误差。其中,函数调用次数为迭代次数加1,即n+1。误差非常小,说明复化Simpson公式具有较高的精度。
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