“求积法”一词至少有三种不兼容的含义。通过求积法进行积分,既可以指解析地(即,用已知函数符号表示)求解积分,也可以指数值求解积分(例如,高斯求积,牛顿-柯特斯公式)。Ueberhuber(1997,第 71 页)使用“求积法”一词来表示单变量积分的数值计算,而使用“立方求积”来表示多重积分的数值计算。
“求积法”一词也用于表示化圆为方:仅使用圆规和直尺构造一个正方形,使其具有与给定几何图形相同的面积。如果可以对平面图形进行求积,则称其为可求积的。
对于在给定值
处制表的函数
(因此 横坐标 不能随意选择),将函数
写成满足以下条件的正交归一函数
的和
![int_a^bp_i(x)p_j(x)W(x)dx=delta_(ij)](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation1.svg) |
(1)
|
如同
![phi(x)=sum_(j=0)^inftya_jp_j(x),](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation2.svg) |
(2)
|
并代入通过
个点的
的 拉格朗日插值多项式 (如在高斯求积中所做的那样)
其中
![pi(x)=product_(j=1)^m(x-x_j),](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation3.svg) |
(5)
|
给出
![int_a^bsum_(j=0)^inftya_jp_j(x)W(x)dx=sum_(i=1)^nw_i[sum_(j=0)^inftya_jp_j(x_i)].](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation4.svg) |
(6)
|
但是我们希望这对于所有近似度都成立,所以
![a_jint_a^bp_j(x)W(x)dx=a_jsum_(i=1)^nw_ip_j(x_i)](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation5.svg) |
(7)
|
![int_a^bp_j(x)W(x)dx=sum_(i=1)^nw_ip_j(x_i).](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation6.svg) |
(8)
|
在 (◇) 中设置
得到
![int_a^bp_0(x)p_j(x)W(x)dx=delta_(0j).](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation7.svg) |
(9)
|
零阶正交归一函数始终可以取为
,因此 (9) 变为
其中最后一步使用了 (◇)。因此,我们有矩阵方程
![[p_0(x_1) ... p_0(x_n); p_1(x_1) ... p_1(x_n); | ... |; p_(n-1)(x_1) ... p_(n-1)(x_n)][w_1; w_2; |; w_n]=[1; 0; |; 0],](/images/equations/Quadrature/NumberedEquation8.svg) |
(12)
|
可以对其求逆以求解
s (Press et al. 1992)。
另请参见
微积分,
切比雪夫-高斯求积,
切比雪夫求积,
立方求积,
导数,
双指数积分,
高斯求积基本定理,
高斯-雅可比机械求积,
高斯-克朗罗德求积,
高斯求积,
埃尔米特-高斯求积,
雅可比-高斯求积,
拉盖尔-高斯求积,
勒让德-高斯求积,
洛巴托求积,
牛顿-柯特斯公式,
数值积分,
拉道求积,
递归单调稳定求积
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参考文献
Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (编)。 "Integration." §25.4 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 885-897, 1972.Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; 和 Vetterling, W. T. Numerical Recipes in FORTRAN: The Art of Scientific Computing, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 365-366, 1992.Ueberhuber, C. W. Numerical Computation 2: Methods, Software, and Analysis. Berlin:Springer-Verlag, p. 71, 1997.在 Wolfram|Alpha 上被引用
求积法
引用此内容为
Weisstein, Eric W. "Quadrature." 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Quadrature.html
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