Matematik

Simpsons Formel

01. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)
Gælder

Areal = 1/3 ?x [ f(a) + 4 f(x1) + 2 f(x2) + 4 f(x3) + 2 f(x4) + 4 f(x5) + ... + 4 f(x2n–1) + f(b) ].

kun for andengrads-polynomier? og hvordan bevises den

Brugbart svar (0)

Svar #1
01. juli 2007 af sheaf (Slettet)

Nej. Metoden er tiltænkt på diskontinuerte eller stærkt oscillatoriske funktioner og fremkommer ved at anvende Simpsons regel på "små" intervaller i hvilke f er skikkelig, og derefter summere.

Svar #2
01. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Så man beviser den først for andengrads-polynomier og så til alle vilkårlige funktioner?

Brugbart svar (0)

Svar #3
01. juli 2007 af peter lind

Formlen giver også rigtig resultat for tredjegrads polynomier. Dette skyldes nogle symmetriforhold.

Se på et interval hvor man kender funktionsværdien i endepunkterne og i midten. Find det andetgradspolynomium, der går gennem disse 3 punkter. Integrer dette andetgradspolynomium. Dette giver så resultatet for det enkelte interval. Adder så flere efterfølgende intervaller.

En mulighed er at lave en lineær transformation til intervallet [-1,1] og integrer der. Der er det særligt simpelt at regne. Her kan du også prøve med 1,x og x^2. Der kan du også nemt se hvorfor formlen også giver rigtige resultater for trejegrads polynomier.


Svar #4
01. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Men hvorfor bruger man så et andengradspolynomium som eksempel, når de beviser formelen?

Brugbart svar (0)

Svar #5
01. juli 2007 af Erik Morsing (Slettet)

I forhold til trapezoidalreglen giver Simpsons regel et lang bedre resultat (tilnærmelse) til arealet:
integr(f(x)dx c. lig S(n).
Tager man for eksempel funktionen 1/x og integrerer fra 1 til 2 (den korrekte værdi ln(2) = 0,69314718, så får man med Simpsons formel for S(16) 0,69314765. hvilket giver en fejl på bare 0,00000047.

Trapazoidalreglen giver resultatet T(16) på
0,69339120 en fejl på -0,00024402

Brugbart svar (0)

Svar #6
01. juli 2007 af peter lind

#4
Man kan også se på de forskellige integrationsformler på den måde , at man ønsker at de skal være rigtigt for polynomier af så høj grad som mulig. I Simpsons formler tilpasser man de forskellige parametre så resultatet er rigtig for andet grads polynomier. Rent faktisk bliver det også rigtig for treje grads polynomier på grund af nogle symmetriforhold.

Svar #7
02. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

#6 Så den kan bruges til alle funktioner?

Brugbart svar (0)

Svar #8
02. juli 2007 af peter lind

ja

Skriv et svar til: Simpsons Formel

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.