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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:
0 C: q$ f* [' V2 |% e( A$ h( ]" y! K5 M  u" p$ L
1.初始化:
/ |6 H) _. D3 w- t# f! E$ Y
1 H, L% C* {& G$ Q1 _: n5 v   a = 0;8 d& S# H& f8 n1 f
   b = 1;* ^/ _( E# |' F& O
   N = 10;
  P! E& ]7 X, M/ Z  K1 T' P6 ^   h = (b - a) / N;- G- C6 H& u" ?4 w% Z8 ~
   T(1,1) = (b - a) * (ft(a) + ft(b)) / 2;3 h& v! e. D3 Q, p. q5 l; m
) W% e2 c7 {6 J# B) H# S5 Y! D8 e
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。
$ t3 q/ s0 N4 Y' ?. p: h5 P" ^- Q8 g. d
2.复化梯形法:
* a7 q0 e# q0 D- Q9 a: S7 z; g4 ~( e! @( _, u* ?
   for i = 2:10$ W' R! f, O$ Q& H; d0 w
       sum = 0;
; q6 ?( g* c/ D' D! ]7 C, G" u       for k = 1:2^(i-2)
  w. H/ |1 `( @. C4 {' P9 b' [           sum = sum + ft(a + (2*k-1)*(b-a)/2^(i-1));
7 @1 `% l! f% y3 D$ |  V# `       end4 u. b& |! o# m# w, X$ U2 j
       T(1,i) = (T(1,i-1) + (b - a) * sum / (2^(i-2))) / 2;
9 m! i# t) ?8 s0 Y  b1 i  K$ Z   end9 {. o  _6 B# M: Z1 a7 {& A* [/ K+ [

! A7 i' R/ x8 D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。9 n, x- l! y7 `6 u

2 l# q6 B2 A+ G, V( X% }3.Richardson 外推法:
1 J. W1 t" ?  r, `  F
  d' u- L8 X. I( s   for m = 1:i
) j' A1 q! ?) [1 J) d* H       for k = 2:i-m+1/ x3 B/ j( Z' K
           T(m+1,k-1) = (4^m * T(m,k) - T(m,k-1)) / (4^m - 1);& ^2 H. Y8 Z! G% @6 A7 O9 p6 w
       end
+ f0 X) J  |  |) c; x+ F* o3 T   end- x& W  H7 l& R
  T( R5 y. d. F# _/ T# l
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。
/ ]- |, {+ _$ E; l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。7 ^3 i2 C+ @3 x$ V& G4 m  \8 `
3 d: Z/ `9 o8 q$ H

3 k  m9 N- N  I9 g  ]1 n
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