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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:7 i# r( L' v, Q1 Z/ c5 j

, ^% }& E5 a& N, n6 e8 O/ F! P1.初始化:
# X- ~+ x: o) z( r3 N1 ]$ L
5 a& I: L; u5 @; n# y   a = 0;
7 m8 Z2 w2 O: O: R   b = 1;
: A# v; ^# Q4 p6 O   N = 10;, z1 ^& X$ L0 ~, z% }, T
   h = (b - a) / N;9 m. g6 T6 P: ^, e" I6 y1 z. b3 h* K: F
   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;% O" J4 D, x- g
# a' n- K( N/ g; J! V2 m
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。
' L0 u6 X% W+ y5 b) O
9 C6 i$ u: m/ u+ d: O2.复化梯形法:8 R, F! O9 ?) |/ M
' h7 V1 X8 |# s* S5 j5 }
   for i = 2:10
! X  y0 {+ P  r8 s& Z: d       sum = 0;* @+ y7 A) s& `% y' |
       for k = 1:2^(i-2)
& p/ p# k) `. a% S           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));
! C+ ~+ ]- j' @& q# ?. y       end
. |: o6 W# I" N# I' N       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
: C2 p0 t4 s3 O, }4 S1 m( l/ ~0 J   end6 w. w3 F- N% m4 `
6 Y4 K2 u. N  `3 ]
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' O+ ]! V5 V  W" H
' h4 X  L7 ~3 t5 W, K4 R3.Richardson 外推法:; K5 N- s. v3 X% m5 o

. }" I8 T& R5 |( L4 _6 N4 ?; S   for m = 1:i2 Y* z% M7 Q, q* w" M
       for k = 2:i-m+18 B2 U7 X8 H( K; N
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);0 S4 n0 `1 ~, R6 Z
       end
0 D- u0 `  v% Z. I8 Y   end$ ~  v1 n% d; m; z7 N6 k: P8 t# z

8 T" g2 ^, [0 s7 ?+ K% G& Q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。
( e2 C& J6 \. B' ~3 A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。& f3 \! R5 r% ~* z+ Y

, T  I8 ~& s: C8 g) z# e; s( d# A0 i
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