我有一个二重积分,被积函数是g[i][j]*xy,积分区间是(0,0)点到(50,60)的正方形区域。其中g[][]为一个二维数组,当区域为(0,0)到(1,1)之间时,g取g[0,0],当区域为(1,0)到(2,1)之间时,g取g[1,0],以此类推。现在开始编写C++程序,用高斯积分计算该积分,节点数取5
时间: 2024-03-26 18:41:11 浏览: 71
好的,这是一个比较复杂的问题,需要分步骤来解决。首先,我们需要将积分区间离散化为若干个小矩形,然后在每个小矩形上进行高斯积分。
具体地,我们可以将整个区间划分为50*60个小矩形,每个小矩形的边长为1。然后,对于每个小矩形,我们需要计算它上面的积分。由于题目中要求节点数取5,因此我们可以使用5点高斯积分公式来进行计算。
具体地,5点高斯积分公式的节点和权重为:
节点:±0.9061798459,±0.5384693101,0.0000000000
权重:0.2369268851,0.4786286705,0.5688888889,0.4786286705,0.2369268851
然后,我们就可以写出计算积分的代码了。具体实现可以参考下面的代码:
```c++
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
double g[51][61]; // 二维数组
const int n = 5; // 节点数
const double nodes[n] = {-0.9061798459, -0.5384693101, 0, 0.5384693101, 0.9061798459}; // 节点
const double weights[n] = {0.2369268851, 0.4786286705, 0.5688888889, 0.4786286705, 0.2369268851}; // 权重
double f(double x, double y) {
int i = floor(x);
int j = floor(y);
double s = 0;
for (int k = 0; k < n; k++) {
for (int l = 0; l < n; l++) {
double u = (nodes[k] + 1) / 2;
double v = (nodes[l] + 1) / 2;
double x1 = i + u;
double y1 = j + v;
double w = weights[k] * weights[l];
s += w * g[i][j] * x1 * y1;
}
}
return s;
}
int main() {
// 初始化二维数组g
for (int i = 0; i <= 50; i++) {
for (int j = 0; j <= 60; j++) {
if (i == 0 && j == 0) {
g[i][j] = 0;
} else {
g[i][j] = g[i-1][j] + g[i][j-1] - g[i-1][j-1] + 1;
}
}
}
// 计算积分
double s = 0;
for (int i = 0; i < 50; i++) {
for (int j = 0; j < 60; j++) {
s += f(i, j);
}
}
s *= 1.0 / pow(n, 4);
cout << "积分值为:" << s << endl;
return 0;
}
```
这段代码中,我们首先初始化了二维数组g,然后在函数f中计算每个小矩形上的积分。最后,我们通过对所有小矩形的积分求和并乘以一个系数,就可以得到整个区域上的积分值了。
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