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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:. Q  e- e& N) e6 o! n. L1 m
2 S- o% Q7 Q; ?/ C' n! J
1.初始化:; l3 q7 s, h& v: A# X1 Q

- s" I& }% a4 v0 S6 K2 i   a = 0;
9 }7 e4 `* W% z) ^$ B   b = 1;
5 n, G! n. x6 }9 Q   N = 10;
; L$ @% b( A  A' e7 P$ S4 @   h = (b - a) / N;
2 @0 R+ \$ k: ~' q9 N4 d   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;+ _# B7 z0 \# ^$ ]' i/ `( s
2 S" v0 Y. D+ y4 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。
. T, N0 y# ^- w6 ]
: u4 [+ a; u; o2.复化梯形法:
3 Y$ W+ V0 j4 h/ U
( O' \" P' @$ |: f& O  d+ d2 h   for i = 2:10
7 s, d) A3 W) \+ o' V       sum = 0;
. ~' t3 c" K8 ]# d; q7 h       for k = 1:2^(i-2)
& ~5 g- E' C6 t# B9 L/ n; `           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));4 t% G2 d* V/ R+ b
       end# ?( r% `% r3 ]' |
       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
0 g' s) u3 }/ A  M8 e+ c3 J   end9 s' I! V5 B$ Z6 W/ ]
  t' s9 O0 f, Q) r& h
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。! K# X( s4 Z4 A; N. Z- `

2 p/ z% _  s$ ?3.Richardson 外推法:
& s$ F4 V2 O1 R) y
/ O0 z8 ?5 J; i( v! O8 d( W   for m = 1:i% w+ ?4 l7 t. }3 i0 H" a
       for k = 2:i-m+15 S7 |1 w  {! m
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);2 n' S$ p( L4 W6 P( V# a
       end: t9 \: a2 p4 T) m9 U" U* @) o# \. n
   end+ w: U8 T  ~9 e; `

) ~9 ~) y2 N" h- G+ n# C% h& 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。% T$ o3 M: Y" Y6 K! k# O2 z6 P) r
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。; D3 G* G7 B+ w/ `& i( B0 Y& P& o

7 N4 C) r8 U$ f# n& R& L5 w3 Z5 B0 D0 A$ f0 z, s
zan
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