执行函数为 mymulNewtonCotes.m
1、使用方法:
Step1:在 MATLAB 命令窗口输入被积函数
输入应为:ft=@(t)t.*exp(t^2/2)。
2
t
2
t e dt
。
1
0
Step2:执行函数。输入形式为 mymulNewtonCotes(ft,a,b,m,n);
其中ft—被积函数,此体重ft=@(t)t.*exp(t^2/2),已经在第一步赋值;
a—积分下限,本题中为0;
b—积分上限,本题中为1;
m—将区间[a,b]等分的子区间数量,本题可选为10;
n—采用的Newton-Cotes公式的阶数,必须满足n<8,否则积分没法
保证稳定性。
当n=1时,即为复化梯形公式;n=2时,即为复化复化辛普森公式。
所以,分别输入mymulNewtonCotes(ft,0,1,10,1)和
mymulNewtonCotes(ft,0,1,10,2)就可以得到两种方法的积分计算结果。
2、计算结果
而根据积分运算,可得:
2
t
2
t e dt
1
0
1
0
2
t
e d
2
(
)
1
2
0
2
t
2
x
e dx
x
e
1
2
e
1
2
0
0
e
1.6487 1 0.6487
说明复化梯形和复化辛普森公式计算出的结果基本一致,与实际结果相符。
3、程序代码
function yy = mymulNewtonCotes(ft,a,b,m,n)
% 复化Newton-Cotes数值积分公式,即在每个子区间上使用Newton-Cotes公式,然后求和,
% 参考的输入形式为mymulNewtonCotes(ft,0,1,10,2)
% 参数说明:
% ft——被积函数,此题中ft=@(t)t.*exp(t^2/2)
% a——积分下限
% b——积分上限
% m——将区间[a,b]等分的子区间数量
% n——采用的Newton-Cotes公式的阶数,必须满足n<8,否则积分没法保证稳定性
%
%
(1)n=1时为复化梯形公式
(2)n=2时为复化辛普森公式
xx = linspace(a,b,m+1);
for l = 1:m
s(l) = myNewtonCotes(ft,xx(l),xx(l+1),n);
end
yy = sum(s);
function [y,Ck,Ak] = myNewtonCotes(ft,a,b,n)
% 牛顿-科特斯数值积分公式
% Ck——科特斯系数
% Ak——求积系数
% y——牛顿-科特斯数值积分结果
xk = linspace(a,b,n+1);
for j = 1:n+1
ff(j) = ft(xk(j));
end
% 计算科特斯系数
for i=1:n+1
k=i-1;
Ck(i)=(-1)^(n-k)/factorial(k)/factorial(n-k)/n*quadl(@(t)intfun(t,n,k),0,n);
end
% 计算求积系数
Ak=(b-a)*Ck;
% 求和算积分
y=Ak*ff';
function f=intfun(t,n,k)
% 科特斯系数中的积分表达式
f=1;
for i=[0:k-1,k+1:n]
f=f.*(t-i);
end