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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:
! p, J2 \* t7 M5 e1 W5 v% c& F1 L# r8 R8 V, i% W1 r& H
1.初始化:# }7 `( [3 @& v5 W9 R! w* k2 c- y: r) B
* i: \! h3 S5 ]2 U2 f1 L
   a = 0;
& U! `! R# h+ q  d5 {   b = 1;
5 \$ ?0 N4 e5 a! D  l   N = 10;
6 I) N+ j$ v. n; R, E1 x- k# ~* W   h = (b - a) / N;; J0 X" ~! p9 _' c7 [
   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;3 }% |! S" N9 W: `( _
5 q5 S" G+ g0 r; r; 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。
: o8 |) f  i. m  e. ~
2 ?# M' |* H9 |% N  K5 T5 N2.复化梯形法:; P/ U% n/ z" [* w" j/ `" x
5 i  {$ s# u. [# m6 P: V' m! t
   for i = 2:10
- d4 R% A0 F& D9 ]       sum = 0;, |; n! ~- e3 c& P. |5 y
       for k = 1:2^(i-2)8 j. @- ]( `9 D, U
           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));
& i" e. A* R3 Z' C3 t' Z       end
& B9 a- b" }# A4 p       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
4 h7 ]$ j+ ~4 z% q( c6 M0 w- [   end
& F5 J7 g8 U: W
( ~$ h- E5 O+ K% i5 A$ Z4 E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。
* \: n6 e/ J, {8 \* Y( h
! _% X1 V$ I  X/ r) q3 ^7 n3.Richardson 外推法:
9 U8 r" J* v9 j+ B( X) }+ E; F) l8 A. e; t% j5 B- f
   for m = 1:i
- [+ l; @# C: g. v7 w' I       for k = 2:i-m+1; G" p( g9 j3 u. H
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);/ ], W: h: Q5 J' f
       end
" x/ l4 _" F) N8 Y   end
+ O8 F( @* P! ]. g* [5 s! J& n% k6 F5 g( p' `$ m7 _, T9 ^
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。
  V) v6 z- K4 X: D7 P, _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。% o- n) R: B/ H& a- E
8 J+ `& ?0 Z4 D* e8 [

7 T3 O! r( d# d3 n0 P5 T
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