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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 |正序浏览
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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:
7 p% W1 f: F4 L, ~5 X; e& h4 \! i- \2 z  L
1.初始化:  R) ~4 V# [4 E4 r. E) o' |5 Q/ Z
- q2 ?4 N/ L' z( @
   a = 0;/ j9 k8 \/ ]& N0 ]  w  p
   b = 1;% t: Z; N2 \+ I, J( O: |
   N = 10;4 Q3 Y* @# a! x- L. X8 e, j# `, T
   h = (b - a) / N;
9 L( Z! U  }9 A   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;
: R5 I) d' k0 [
. r: F) I3 P+ W) m! E# |* Q2 J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。
: U- c4 ~  i) m* s- p2 M& Q/ Q" y, ?5 e  K0 r3 w3 A! g% t, l* Q2 b
2.复化梯形法:
# g4 j3 O2 p0 d, Q8 O8 K
& F1 R. Z$ S1 i' @   for i = 2:103 }8 q, ^# ]2 o, W
       sum = 0;( U, ?* O. \: C; X; Y& t
       for k = 1:2^(i-2)
" v: s1 z) e0 |3 x           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));4 I  i  ?- Q, l+ A" o; f& R
       end
" j, q3 ]: X8 v/ |' Y* t8 R       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;1 ^' z" V. E2 p$ n& B2 Z
   end9 |8 p& N0 u2 o# n
( Z8 L, h+ D, _; o) o# G  q; i
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。
" D: ]; k' [. G& f# Y
! K: r7 Y5 H5 {* Z3.Richardson 外推法:5 y( Q  N$ ^5 O# Z( J7 s) ]* m

5 r6 k) y% V* P8 C# x   for m = 1:i
" a! p8 I! N, b/ M+ |       for k = 2:i-m+1  J7 v5 Y" Z* b# q6 Q
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);& E' ~+ G7 d# I# ]) \
       end
- u. ^7 R0 ?1 q# c6 v, O4 ~" j   end
* F8 ?& Y  b9 {
6 E! Q- p7 v4 V' @, Y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。
/ }( K4 Y1 y6 s& U8 n8 v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。- ]% K6 H/ _+ U4 r8 R
( P4 H( \2 l& w! l5 e! x! o
! t* f! @, D& w
zan
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