ЗАДАНИЕ 7

  1. Вычислить интеграл по формуле трапеций с тремя верными десятичными знаками.
  2. Вычислить интеграл по формуле Симпсона при n = 8, оценить погрешность результата, составив таблицу конечных разностей.
Вариант    
11)2)
21)2)
31)2)
41)2)
51)2)
61)2)
71)2)
81)2)
91)2)
101)2)
111)2)
121)2)
131)2)
141)2)
151)2)
161)2)
171)2)
181)2)
191)2)
201)2)
211)2)
221)2)
231)2)
241)2)
251)2)
261)2)
271)2)
281)2)
291)2)
301)2)

Образец выполнения задания

  1. Вычислить интеграл
    по формуле трапеций с тремядесятичными знаками.
       Р е ш е н и е. Для достижения заданной точности необходимо определить значение n так, чтобы
            (1)
    Здесь а = 0,7; b = 1,3; , где . Находим
    Положим М2 = 7, тогда равенство (1) примет вид
    ,
    откуда n2 > 252, т. е. n > 16; возьмём n = 20.
    Вычисление интеграла производим по формуле
    где h = ( b – a )/20 = 0,6/20 = 0,03;  xi = 0,7 + i·h (i = 0, 1,2, …, 20). Вычисления заносим в табдицу
    ixif(x) Интеграл
    00,70,883883  
    10,73 0,85567 
    20,76 0,82897 
    30,79 0,803686 
    40,82 0,779729 
    50,85 0,757011 
    60,88 0,735453 
    70,91 0,714979 
    80,94 0,695519 
    90,97 0,677006 
    101 0,65938 
    111,03 0,642585 
    121,06 0,626568 
    131,09 0,611281 
    141,12 0,596677 
    151,15 0,582717 
    161,18 0,569359 
    171,21 0,55657 
    181,24 0,544315 
    191,27 0,532563 
    201,30,521286  
      0,70258512,770040,404179
  2. Вычислить интеграл
    по формуле Симпсона при n = 8, оценить погрешность результата, составив таблицу конечных разностей.
    Р е ш е н и е. Согласно условию n = 8, поэтому h = (b – a)/n = (1,6 – 1,2)/8 = 0,05. Вычислительная формула имеет вид
    .
    Составим таблицу вычисления
    Следовательно,
    .
    Для оценки точности полученного результата составим таблицу конечных разностей функции до разностей четвёртого порядка
 xyΔyΔ2yΔ3yΔ4y
01,20,1211150,030853-0,00460,0001653,21478E-05
11,250,1519680,026257-0,004430,0001972,48525E-05
21,30,1782250,021825-0,004230,0002221,86286E-05
31,350,200050,017591-0,004010,000241,33417E-05
41,40,2176410,013578-0,003770,0002548,8648E-06
51,450,2312190,009805-0,003520,000263 
61,50,2410240,006286-0,00326  
71,550,247310,00303   
81,60,250339    
Так как max |Δ4y| = 0,0000321, то остаточный член формулы
Вычисления проводились с пятью значащими цифрами, а потому величина остаточного члена на погрешность не влияет.
   Погрешность вычисления оценим из соотношения
Δ I ≤ (b - a)·max | Δ 4 y | < 0,4·0,0000321 = 0,00001286 < 0,00005.
Значит, полученные четыре десятичных знака верны.