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龙贝格 (Romberg) 积分法

 

    龙贝格 (Romberg) 积分法 , 亦称逐次分半计算加速法 , 它是在区间逐次分半、并在区间上利用梯形公式的基础上,进行适当组合而得到的更精确的求积分近似值的方法。

     设将区间 分为 等分,利用复化梯形公式( 4.14 )求得积分近似值为 ,当 在区间 [a,b] 上连续时,由余项公式( 4.15 )得

如果精度不够,将每个区间分半,再由式( 4.14 )求得积分近似值为

在区间 [a,b] 上变化不大时,则有 =

可以直接验证 恰是将区间 分为 等分的复化辛卜生求积公式( 4.16 ),它要比 更精确。

在 [a,b] 上连续时 , 由余项公式( 4.17 )得

如果将每个区间分半,再由式( 4.16 )求得积分近似值为

在区间 [a,b] 上变化不大时,则有

                  ,                  ( 4.18 )

可以直接验证 恰是将区间 分为 等分的 4 次牛顿 - 柯特斯公式,它的误差为 ,要比 更精确。

继续这个过程,将会得到越来越精确的求积公式。这就是龙贝格 (Romberg) 积分法。下面给出它的具体计算过程。

(1) 计算

(2) 对 ,将区间 分为 等分依次计算 龙贝格积分公式:

,      (4.19)

(3) 若

则取 ,否则, 转到(2)再计算。

相关算法: 龙贝格求积法

例 7 用龙贝格 (Romberg) 积分法计算

精确到

按龙贝格积分法计算步骤如表所示

0

1

2

3

3

3.1

3.131176

3.138988

 

3.133333

3.141568

3.141592

 

 

3.142118

3.141594

由于

所以,取

实际上

练习 4.3

1 . 用 的复化梯形公式,复化辛卜生公式计算积分 并与真值相比较。

2. 用复化梯形公式求 积分,准确到

练习题答案

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