Приближенный метод решения интегралов. Метод прямоугольников правых, средних, левых - (контрольная)

Дата добавления: март 2006г.

    Лабораторная работа № 4.
    Приближенный метод решения интегралов.
    Метод прямоугольников (правых, средних, левых).
    Гребенникова Марина
    12-А класс

Многие инженерные задачи, задачи физики, геометрии и многих других областей человеческой деятельности приводят к необходимости вычислять определенный интеграл видаОшибка! Неизвестный аргумент ключа. где f(x) -данная функция, непрерывная на отрезке [a; b]. Если функция f(x) задана формулой и мы умеем найти неопределенный интеграл F(x), то определенный интеграл вычисляется по формуле Ньютона-Лейбница: Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. Если же неопределенный интеграл данной функции мы найти не умеем, или по какой-либо причине не хотим воспользоваться формулой Ньютона-Лейбница или если функция f(x) задана графически или таблицей, то для вычисления определенного интеграла применяют приближенные формулы. Для приближенного вычисления интеграла можно использовать метод прямоугольников (правых, левых, средних). При вычислении интеграла следует помнить, каков геометрический смысл определенного интеграла. Если f(x)>=0 на отрезке [a; b], тоОшибка! Неизвестный аргумент ключа. численно равен площади фигуры, ограниченной графиком функции y=f(x), отрезком оси абсцисс, прямой x=a и прямой x=b (рис. 1. 1) Таким образом, вычисление интеграла равносильно вычислению площади криволинейной трапеции. Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.

Разделим отрезок [a; b] на n равных частей, т. е. на n элементарных отрезков. Длина каждого элементарного отрезкаОшибка! Неизвестный аргумент ключа... Точки деления будут: x0=a; x1=a+h; x2=a+2*h, .... , xn-1=a+(n-1)*h; xn=b. Числа y0, y1, y2, .... , yn являются ординатами точек графика функции, соответствующих абсциссам x0, x1, x2, .... , xn (рис. 1. 2). Строим прямоугольники. Это можно делать несколькими способами:

    Левые прямоуголики (слева на право)
    Правые прямоугоники (построение справа на лево)
    Средние прямоугольники (посредине)

Из рис. 1. 2 следует, что площадь криволинейной трапеции приближенно заменяется площадью многоугольника, составленного из n прямоугольников. Таким образом, вычисление определенного интеграла сводится к нахождению суммы n элементарных прямоугольников.

    Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.
    h=(b-a)/n –ширина прямоугольников
    Формула левых прямоугольников:
    Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. (1. 3)
    Формула правых прямоугольников:
    Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. (1. 4)
    Формула средних прямоугольников.
    Sсредих= (Sправых + Sлевых) /2
    Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. (1. 5)

Программа вычисления Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. по методу левых прямоугольников. Program levii; {Метод левых прямоугольников}

    uses crt;
    var i, n: integer; a, b, h, x, xb, s: real;
    function f(x: real): real;
    begin f: =(1/x)*sin(3. 14*x/2); end;
    begin
    clrscr;
    write('Введите нижний предел интегрирования '); readln(a);

write('Введите верхний предел интегрирования '); readln(b); write('Введите количество отрезков '); readln(n);

    h: =(b-a)/n; s: =0; xb: =a;
    for i: =0 to n-1 do
    begin x: =xb+i*h; s: =s+f(x)*h; end;
    writeln('Интеграл равен ', s: 12: 10); readln;
    end.
    a=1 b=2 n=10 S= 18, 077
    a=1 b=2 n=20 S= 18, 208
    a=1 b=2 n=100 S= 18, 270

Программа вычисления Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. по методу правых прямоугольников.

    Program pravii; {Метод правых прямоугольников}
    uses crt;
    var i, n: integer; a, b, h, x, xb, s: real;
    function f(x: real): real;
    begin f: =(1/x)*sin(3. 14*x/2); end;
    begin
    clrscr;
    write('Введите нижний предел интегрирования '); readln(a);

write('Введите верхний предел интегрирования '); readln(b); write('Введите количество отрезков '); readln(n);

    h: =(b-a)/n; s: =0; xb: =a;
    for i: =1 to n do
    begin x: =xb+i*h; s: =s+f(x)*h; end;
    writeln('Интеграл равен ', s: 12: 10); readln;
    end.
    a=1 b=2 n=10 S=18, 05455
    a=1 b=2 n=20 S=18, 55555
    a=1 b=2 n=100 S= 18, 2734

Программа вычисления Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. по методу средних прямоугольников.

    Program srednii; {Метод средних прямоугольников}
    uses crt;
    var i, n: integer; a, b, dx, x, s, xb : real;
    function f(x : real): real;
    begin f: =(1/x)*sin(3. 14*x/2); end;
    begin
    clrscr;
    write('Введите нижний предел интегрирования '); readln(a);

write('Введите верхний предел интегрирования '); readln(b); write('Введите количество отрезков '); readln(n);

    dx: =(b-a)/n; xb: =a+dx/2;
    for i: =0 to n-1 do
    begin x: =xb+i*dx; s: =s+f(x)*dx; end;
    write('Интеграл равен ', s: 15: 10); readln;
    end.
    a=1 b=2 n=10 S=18, 07667
    a=1 b=2 n=20 S=18, 368
    a=1 b=2 n=100 S= 18, 156
    Заключение и выводы.

Таким образом очевидно, что при вычислении определенных интегралов методами прямоугольников не дает нам точного значения, а только приближенное. Чем больше значение n, тем точнее значение интеграла...