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复合求积公式

2025-07-02

基本思想 ​

当积分区间 [a,00b] 的长度较大时:

复合求积方法将 [a,00b] 均等地分成若干子区间,各自应用低阶牛顿-柯特斯公式,最后将各子区间的积分近似值相加。

复合梯形公式 ​

将区间 [a,00b] 划分为 n 等份,步长 h=00b−an,节点 xk=00a+00kh。在每个子区间 [xk,00xk+1] 上使用梯形公式

∫xkxk+1f(x)dx≈h2[f(xk)+f(xk+1)]

得到复合梯形公式

∫abf(x)dx≈Tn=h2[f(a)+2∑k=1n−1f(xk)+f(b)]

余项 ​

若 f″(x) 在 [a,00b] 上连续,则余项为为每个区间的梯形公式余项之和。

R(Tn)=−b−a12h2f″(η),η∈(a,b)

复合辛普森公式 ​

将区间 [a,00b] 划分为 n 等份,步长 h=00b−an,节点 xk=00a+00kh。在每个子区间 [xk,00xk+1] 上使用辛普森公式

∫xkxk+1f(x)dx≈h6[f(xk)+4f(xk+12)+f(xk+1)]

得到复合辛普森公式

∫abf(x)dx≈Sn=h6[f(a)+4∑k=0n−1f(xk+12)+2∑k=1n−1f(xk)+f(b)]

余项 ​

若 f(4)(x) 在 [a,00b] 上连续,则余项为每个区间的辛普森公式余项之和。

R(Sn)=−b−a180(h2)4f(4)(η),η∈(a,b)