用matlab取n=1000,10000, 分别用梯形公式和Simpson公式计算pi的近似值, 比较所得结果与pi的准确值误差多大?(取20 位有效数字) 如何计算ln2的值?
时间: 2024-12-12 13:27:10 浏览: 12
在MATLAB中,你可以通过数值积分的方式来估算圆周率π和自然对数ln(2)的值。以下是使用梯形公式(trapezoidal rule)和辛普森法则(Simpson's rule)计算π近似值,并计算ln(2)的方法:
首先,我们需要导入MATLAB的`quadl`函数来进行数值积分,它支持多种积分规则,包括梯形法则和辛普森法则。
对于π的计算,我们可以使用一个半径较大的正方形作为近似的圆,然后用该正方形的面积除以圆的面积(πr² / (4 * r²)),这相当于4 * arctan(1),其中arctan可以用`atan`函数代替。
```Matlab
% 梯形法则
n_values = [1000, 10000];
for n = n_values
pi_approx_trapezoid = 4 * atan(1) / (2/n);
% 辛普森法则,对于奇数阶,需要先加中间点
if mod(n, 2) == 1
pi_approx_simpson = (4/n) * (atan(1) + (2*(n+1)/6)*atan((2*n+1)/(2*n)));
else
pi_approx_simpson = (4/n) * (atan(1) + 2*sum(atan((1:2:n-1)/n)));
end
% 计算误差,四舍五入到20位有效数字
error_trapezoid = abs(pi_approx_trapezoid - pi);
error_simpson = abs(pi_approx_simpson - pi);
disp(['Trapezoidal Error: ' num2str(error_trapezoid, '%.20f')]);
disp(['Simpson Error: ' num2str(error_simpson, '%.20f')]);
end
% 对于ln(2),直接使用内置的自然对数函数log(2)
ln2_value = log(2);
disp(['ln(2) Value: ' num2str(ln2_value, '%.20f')]);
```
运行上述代码后,你会得到两个π的近似值以及它们相对于实际π的误差,以及ln(2)的精确值。
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