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实现复化梯形法(Composite Trapezoidal Rule)和 Richardson 外推法(Richardso...

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发表于 2023-12-31 17:00 |只看该作者 |倒序浏览
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这段代码实现了复化梯形法(Composite Trapezoidal Rule)和 Richardson 外推法(Richardson Extrapolation)。下面是对代码的解释:
6 f" q  B5 @$ o5 K4 t: [& c/ Y) K, \$ b' i& G+ S% }; S
1.初始化:7 a1 e4 Z) m$ B: z2 u% t

( Y5 j" @- H9 D- B4 C4 E   a = 0;
7 c) Y2 T( Q* p, \( s   b = 1;
* W# [# h5 x9 S   N = 10;
# n* t% \7 D3 _. S6 _   h = (b - a) / N;( x+ r. D  \3 k! n* s$ D
   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;
# t3 [2 H3 Q9 O9 _$ o' u7 k
3 c) P! Q. S5 z, s" m% S. z在这一部分,初始化了一些变量,包括积分区间 [a, b]、划分的子区间数 N、步长 h,以及用于存储复化梯形法结果的矩阵 T。6 u, f/ `  `1 A6 I- b
, S6 L$ X8 C' h  q
2.复化梯形法:# A3 y( B6 F1 t  Z1 D& H
/ T8 ]+ d: U3 T/ \# [) o( W! d: `
   for i = 2:106 E# @3 ^8 k- Z7 h( ]+ V
       sum = 0;
9 n; W+ @( c7 }; S: Z       for k = 1:2^(i-2)
2 }8 b' h. Q9 I) X1 j1 z% X' w           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));
$ C9 C( i4 y. _, {& [( _; |       end
" I  R, Q! i! P) {' H       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
! G. ~7 K& M% M   end
  m; D: B2 Q# C& \0 A+ ?, p& f- C6 O# r; j; d
在这一部分,使用复化梯形法计算积分的近似值,并将结果存储在矩阵 T 中。每次迭代时,增加子区间的数量,计算更精确的积分值。% U% M9 d- _4 r6 |
+ J" B! e% H$ x# Q( T
3.Richardson 外推法:
, E- e. s7 |( g9 E: t# f3 K3 o% V3 F+ k# C$ u
   for m = 1:i8 q( D- L8 f9 {. p
       for k = 2:i-m+1+ M. C5 X; N8 ~5 W8 O) ^3 u+ n
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);8 \1 a; y: x1 y/ U
       end
' y) q# K4 e6 Y3 Y   end3 s2 k/ _  b" N% {' F; \4 O1 \) t- U* a

+ w" w; o- q) k6 L这一部分实现了 Richardson 外推法,通过对先前复化梯形法的结果进行外推,获得更高阶的近似值。
: l/ ]" B7 u% j1 H3 i: Y( y3 k最终,矩阵 T 中的元素包含了通过复化梯形法和 Richardson 外推法得到的积分近似值。需要注意的是,这段代码中 i 的取值范围是2到10,因此只迭代了9次。在实际应用中,可以根据需要调整循环次数。
3 O3 z5 |8 u3 A9 [; b- W
9 U1 v' J, G! z  e( G$ c' ?5 w2 {+ ^
zan
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