Квадратурные и кубатурные формулы. Добрынина Н.Ф - 5 стр.

UptoLike

5
ски вычисляют лишь приближенное значение
n
I для точного значе-
ния
n
I .
2.
Приближенно принимают, что .
n
II
3.
Пользуясь конкретным выражением для остаточного члена или
оценкой его для выбранной квадратурной формулы, вычисляют по-
грешность метода
.||||
1 nn
RII
=
=Δ
4.
Определяют погрешность вычисления
n
I : ||
2 nn
II =Δ по по-
грешностям приближенных значений .
i
f
5.
Находят полную абсолютную погрешность приближенного
значения
n
I : .||
21
Δ+Δ=Δ
n
II
6.
Получают решение задачи в виде .Δ±=
n
II
Для достаточно гладких функций, т. е. для функций с ограничен-
ным изменением производных, погрешность квадратурных фор-
мул (3) для больших значений
n , как правило, мала. Поэтому при
достаточной точности исходных значений
i
f
и при достаточной точ-
ности вычисления
n
I
можно ожидать, что
n
I
будет хорошим при-
ближением для
.I
На этих соображениях основан следующий алго-
ритм.
Алгоритм решения задачи 2.
1.
Представляют ε в виде суммы трех слагаемых:
,
321
ε
+
ε
+
ε
=
ε
где
1
ε
предельно допустимая погрешность метода;
2
ε
предельно
допустимая погрешность вычисления
n
I
;
3
ε
предельно допустимая
погрешность округления результата.
2.
Выбирают n в квадратурной формуле таким, чтобы выполня-
лось неравенство
.||||
11
ε
=
=
Δ
nn
RII
3.
Вычисляют
i
f
с такой точностью, чтобы при подсчете
n
I
по
формуле (3) обеспечить выполнение неравенства
ски вычисляют лишь приближенное значение I n для точного значе-
ния I n .
  2. Приближенно принимают, что I ≈ I n .
   3. Пользуясь конкретным выражением для остаточного члена или
оценкой его для выбранной квадратурной формулы, вычисляют по-
грешность метода Δ1 =| I − I n |=| Rn | .
  4. Определяют погрешность вычисления I n : Δ 2 =| I n − I n | по по-
грешностям приближенных значений f i .
   5. Находят полную абсолютную погрешность приближенного
значения I n : Δ =| I − I n |≤ Δ1 + Δ 2 .
  6. Получают решение задачи в виде I = I n ± Δ.
   Для достаточно гладких функций, т. е. для функций с ограничен-
ным изменением производных, погрешность квадратурных фор-
мул (3) для больших значений n , как правило, мала. Поэтому при
достаточной точности исходных значений f i и при достаточной точ-
ности вычисления I n можно ожидать, что I n будет хорошим при-
ближением для I . На этих соображениях основан следующий алго-
ритм.
   Алгоритм решения задачи 2.
   1. Представляют ε в виде суммы трех слагаемых:
                           ε = ε1 + ε 2 + ε 3 ,
где ε1 – предельно допустимая погрешность метода; ε 2 – предельно
допустимая погрешность вычисления I n ; ε 3 – предельно допустимая
погрешность округления результата.
   2. Выбирают n в квадратурной формуле таким, чтобы выполня-
лось неравенство
                       Δ1 =| I − I n |=| Rn |≤ ε1.
  3. Вычисляют f i с такой точностью, чтобы при подсчете I n по
формуле (3) обеспечить выполнение неравенства


                                    5