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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:2 _4 t% i- i% M1 |' u

6 k5 [1 H4 W8 B+ R/ Z8 ?" K% n1.初始化:
8 C9 U) n$ R0 e' u
5 L! s" w7 p( J9 G0 d) g5 q/ z   a = 0;
4 M$ S8 p9 z( N   b = 1;
8 k2 A  I% ?( e7 K, b1 w   N = 10;8 M5 _1 g0 u% R0 l- H
   h = (b - a) / N;
: G+ n/ _; U( y' d' ]1 O% t5 S6 _   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;+ J1 F' B% |9 o! v5 H# G
: U, K: _# t' P+ H
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。# c* n8 W( Y4 K$ i

' N+ m6 H+ o% s2.复化梯形法:! K3 T# p* k. k) D# K
5 t3 K) ^' Q. `. q5 j, w
   for i = 2:10
: D/ L9 w7 p5 x, ?       sum = 0;' y( \6 O* F: o" u6 a3 d% W
       for k = 1:2^(i-2)
: H, s5 k/ V7 j4 K6 j           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));
2 x" a8 x0 I% B/ e" r0 x7 s# m1 |       end: U  Z$ Q: w7 X# ?
       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
' @& J  v  {% \2 |( T: A5 B/ Z. n: S   end  O8 r# |# h; p- L/ i

- f# E5 x. ]8 p. K# 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。
3 K& q5 u: B2 X+ P; t
4 @' q2 p8 w8 v; t- G' t0 K5 f3.Richardson 外推法:$ q3 C1 U) B0 k* B
% a& P( c9 |  T6 n& w4 o  |
   for m = 1:i$ I2 g; j$ c! m/ k" p6 B7 {4 S
       for k = 2:i-m+1
" \) j+ c, a- c+ w  ~. X0 V           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);% ?3 d) L5 X( j
       end
$ |! @9 _& F  D% c   end% K" Y! W, r" `
5 o% ~4 f9 `' o8 C  ?  H, j
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。
+ h- U; f. L! D% e3 p3 L0 L" X1 e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。8 |% G( L# {+ }. H" C  C6 }* K; Z
" T; Q  G* |! O& T& @9 w/ O
+ b  P7 H$ R# r/ D6 P4 E7 }$ K5 F
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