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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:, x  w& ?' _3 y6 p8 K% M2 U6 O
% j2 L9 m$ F7 T: P
1.初始化:
+ n) U3 t" V# v* @; ^  w6 D: {, E/ O9 C; ]6 q1 I
   a = 0;* p$ w) n4 q9 b
   b = 1;. d' t0 g: G; M# t6 T5 A# m
   N = 10;
2 b9 z0 t7 [# |   h = (b - a) / N;
8 B4 S- t+ `2 x( J) [   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;
0 G; C5 o0 m- n1 r+ \
% P+ E3 _  o0 a! ^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。4 d5 t/ N& w5 O- ]
7 T8 y7 a1 Z+ B8 K
2.复化梯形法:
0 y0 L  b* V- Z! v) a6 Q; t
, [% r$ m+ t, N! U+ L8 o2 C0 K$ J   for i = 2:10
8 k5 ?% c+ y$ I+ E: r/ Q0 q       sum = 0;6 ~& K0 ?# r$ s8 F( ~6 B
       for k = 1:2^(i-2)
  T, a  q# m* k. v& B           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));, V- s5 A8 D6 ~4 c. A6 _& C, b+ V
       end) N) y' ~; J! V+ I+ o/ @
       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;0 O, a! a6 j" \- F# D1 z
   end) _8 @7 J1 d* U, T5 f/ Y

9 N3 n* ?# l, F1 F7 A6 y; a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。" l$ q! b' [; c; }' B& [1 t
+ e; ]7 I7 X3 |7 u, Q: m) o
3.Richardson 外推法:
; J5 l3 g5 V0 O% C' G: F* z' p7 Y: u! \$ x  N, X* g9 d9 _! \
   for m = 1:i
$ b, ^2 _' g8 g) U: \       for k = 2:i-m+1, s- G% I; O' f0 Y9 V! ~
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);
0 `& R3 B  m3 b) r6 B2 ]0 L  f       end# O" I8 m1 H6 i
   end
$ K3 h+ o2 X" E8 t; P3 w, w; B, ]4 O, G) z
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。
5 N, }' H9 y/ w1 ?6 J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。) _1 p% f$ ]" M
& h' e' z; @8 F) w* H5 v
) [1 }; ~% f) i2 ^4 y  y
zan
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