next up previous
Next: Praktická implementace složeného lichoběžníkového Up: Klasické kvadraturní vzorce Previous: Jiné typy jednoduchých vzorců

Složené vzorce

K výpočtu integrálu přes zadaný interval není vhodné při rovnoměrné síti použít vzorec jeden mnohabodový vzorec, přesný pro polynomy až do vysokého stupně. Lepší je rozdělit interval do mnoha krátkých podintervalů a v $\forall$ použít vzorec relativně nízkého řádu.
Součtu těchto integrálů se říká složený vzorec.

Složené lichoběžníkové pravidlo


\begin{displaymath}
\int \limits_{x_1}^{x_N} f(x)\, {\rm d}x = h \left[ \frac{1}...
...ac{1}{2} f_N \right] + O\left(
\frac{(b-a)^3 f''}{N^2} \right)
\end{displaymath}

Složené Simpsonovo pravidlo


$\displaystyle \int \limits_{x_1}^{x_N} f(x)\, {\rm d}x =$ $\textstyle h$ $\displaystyle \left[ \frac{1}{3} f_1 +
\frac{4}{3} f_2 + \frac{2}{3} f_3 + \fra...
...t.
+ \left. \frac{2}{3} f_{N-2} + \frac{4}{3} f_{N-1} + \frac{1}{3} f_N \right]$  
  $\textstyle +$ $\displaystyle O~\left( \frac{1}{N^4} \right)$  

Ve střídání koeficientů není žádné magie, je to spíše nevýhodou. Rozšířené Simpsonovo pravidlo ale lépe aproximuje okraje než lichoběžníkové pravidlo. Vzorec 4. řádu přesnosti k konstantními koeficienty uprostřed intervalu lze získat následovně.

Alternativa $\left[ \frac{1}{2} \ \mbox{Simpsonova} +
\frac{1}{2} \left( \mbox{začátek} \ \frac{3}{8} \ \mbox{Simpsonova} +
\mbox{Simpsonovo} \right) \right]$


$\displaystyle \int \limits_{x_1}^{x_N} f(x)\, {\rm d}x =$ $\textstyle h$ $\displaystyle \left[ \frac{17}{48} f_1 +
\frac{59}{48} f_2 + \frac{43}{48} f_3 + \frac{49}{48} f_4 + f_5 +
\dots + \right.$  
  $\textstyle +$ $\displaystyle \left. \frac{49}{48} f_{N-3} \frac{43}{48} f_{N-2} +
\frac{59}{48} f_{N-1} + \frac{17}{48} f_N \right] + O~\left( \frac{1}{N^4}
\right)$  


next up previous
Next: Praktická implementace složeného lichoběžníkového Up: Klasické kvadraturní vzorce Previous: Jiné typy jednoduchých vzorců
Jiri Limpouch
2000-04-27