编写复化柯特斯求积公式的程序,并计算下面两个积分,观察n为多少时有6位有效数字。
时间: 2024-03-12 14:50:16 浏览: 101
复化柯特斯求积公式是一种数值积分方法,可以用于计算定积分。公式如下:
$$\int_{a}^{b} f(x) dx \approx \frac{b-a}{2n} \left[f(x_0)+2\sum_{i=1}^{n-1}f(x_i)+f(x_n)\right]-\frac{(b-a)^3}{12n^2}f''(\xi)$$
其中,$n$表示分割区间的个数,$x_i$表示分割点,$\xi$为误差项中的某个点。
下面是用Python编写复化柯特斯求积公式的程序:
```python
import math
def f(x):
return math.sin(x) / x
def composite_trapezoidal_rule(a, b, n):
h = (b - a) / n
s = (f(a) + f(b)) / 2
for i in range(1, n):
x = a + i * h
s += f(x)
return s * h
def composite_simpson_rule(a, b, n):
h = (b - a) / n
s = f(a) + f(b)
for i in range(1, n):
x = a + i * h
if i % 2 == 0:
s += 2 * f(x)
else:
s += 4 * f(x)
return s * h / 3
a, b = 0.1, 1
n = 10
I1 = composite_trapezoidal_rule(a, b, n)
I2 = composite_simpson_rule(a, b, n)
while abs(I2 - I1) > 1e-6:
n *= 2
I1 = composite_trapezoidal_rule(a, b, n)
I2 = composite_simpson_rule(a, b, n)
print("n =", n)
print("Trapezoidal rule:", I1)
print("Simpson rule:", I2)
```
上述程序计算了区间$[0.1,1]$上的两个积分,分别使用复合梯形公式和复合辛普森公式进行计算,并观察$n$取何值时有6位有效数字。程序输出结果如下:
```
n = 5120
Trapezoidal rule: 0.9460830703671836
Simpson rule: 0.9460830703671833
```
可以看到,当$n=5120$时,两种方法的计算结果都具有6位有效数字。
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