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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:
/ Y  y5 l( l  I' c3 P" ?' y2 @; a4 S; @" a5 S6 S
1.初始化:
0 d! x( l( \- l# O
0 U$ n5 d, B9 r- s, ~) u* h   a = 0;; _) [! M: E5 ]9 ~
   b = 1;3 P0 W7 C  ~- p( ]+ r
   N = 10;, \* f% w- W* T  \# C& d
   h = (b - a) / N;
7 P, p- e8 ?* l& _   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;
0 z  R7 ]! ^  x7 `( }  H) Y
* y$ k) k- y$ O+ @* e! E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。' h7 B" M. P2 {) j  `5 G) }3 G
# _1 i4 q! Q9 y& Q7 }! \; i
2.复化梯形法:
# o) e, `, L0 e& `
% m5 O# W. @, d   for i = 2:10
$ f: @  }) M4 ]       sum = 0;
" q3 j2 q/ g2 r# X+ G       for k = 1:2^(i-2)
5 V- E+ V2 }6 U  z+ {5 v; ~+ Z           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));4 s! A8 k5 e5 ]7 B5 a6 ^
       end/ y# N: b, _0 ]- x! w7 f6 H7 a
       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
  f$ G4 O* M4 J0 G! z# p8 Y- X; m   end  [( G0 W, J. T3 m% O
2 z( I2 k" y3 ]( }
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。& X8 P- X2 \( T( r/ P1 b

1 E9 T% [: S- A' w; A3.Richardson 外推法:, i5 W( `: s) a$ ~& D9 O" f

- ~; k5 q0 B1 _) {" D2 Y- q6 k+ l   for m = 1:i
# L0 F7 t, k; P% f       for k = 2:i-m+1. c* i: C* q8 Y9 ~' t0 f0 F( X
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);9 t( z. {- B* ?9 n: M
       end  `) ~! e9 m: M+ k. ~% D2 }1 @
   end
; p/ ]  _) y$ H3 a, c7 L' c' D
2 I: o* S. g9 }/ m/ H' W1 J. k+ n1 e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。
" I1 _9 ^" k( s9 D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。
- C3 K  e* @0 q& E! E3 b
) t$ M* R  r. t% g' x) X" Z
0 l" S7 K5 y* L# o6 c" v
zan
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