ANIQ INTEGRALNI TAQRIBIY HISOBLASH USULLARI
Reja:
- Kirish
- To`g`ri to`rt burchaklar formulasi.
- Trapetsiyalar formulasi.
- Simpson yoki parabola formulasi.
- Tayanch iboralar
1. Integral 2. Boshlang`ich funksiya, 3. Integral chegarasi, 4. Bo`linish qadami, 5. To’g’ri to’rtburchak formulasi 6. Trapetsiyalar formulasi, 7. Simpson formulasi
- KIRISH
- Agar [ a; b ] kesmada f(x) 0 bo`lsa, u xolda ning qiymati son jixatidan y = f(x) funktsiyani grafigi hamda x=a, x=b, to`g’ri chiziqlar bilan chegaralangan shakl (figura) ning yuziga teng (1-rasm). Agar [a;b] kesmada f(x) 0 bo`lsa, integralning qiymati yuqorida keltirilgan shaklning teskari ishora bilan olingan yuziga teng (2-rasm).
Shunday kilib aniq integralni hisoblash deganda biror shaklning yuzini hisoblash tushuniladi. Quyida aniq integralni hisoblash uchun ba`zi taqribiy formulalar bilan tanishib chiqamiz.
Faraz kilaylik, bizdan
aniq integralning taqribiy qiymatini topish talab etilsin.
x 0 , x 1 , x 2 , . . . x n nuqtalar yordamida [a; b] kesmani
N ta teng bulakchalarga bo`lamiz.
Har bir bulakchaning uzunligi
.
Bo’linish nuqtalari esa:
x 0 = a; x 1 = a + h; x 2 = x + 2h;
x 3 = a+3h …; x n-1 = a+(N-1)h; x N = b
Bu nuqtalarni tugun nuqtalar deb ataladi.
f(x) funktsiyaning tugun nuqtalaridagi qiymatlari
orqali aniqlanadi.
[a,b] kesmani bo`lish natijasida hosil bo`lgan barcha to’rtburchaklarning yuzini hisoblab, ularni jamlab
(1)
Bu yerda to`g’ri turtburchak yuzini hisoblashda uning chap tomon ordinatasi olindi.
Agar o’ng tomon ordinatami olsak ham shunday formulaga ega bo`lamiz:
(2)
Misol. To`g’ri turtburchaklar formulalari yordamida
integralning taqribiy qiymatlari topilsin.
Echish. Bu yerda a=0; b=1; n=10; h=(b- a)/n=0,1.
x 0 =a=0; x 1 =a+h=0,1; x 2 =a+2h=0,2; x 3 =a+3h=0,3
x 4 =a+4h=0,9 … x 9 =a+9h=0,9; x 10 =b=1
- dan
- dan
Ma`lumki ,
aniq yechim chap va o’ng formulalar orqali topilgan yechimlar orasida yotadi.
Trapetsiyalar formulasi
Bu xulosalarni nazarga olgan xolda (1) va (2) formulalar xadlarini moc ravishda ko’shib o’rta arifmetigini olsak, quyidagi ifoda hosil bo`ladi:
(3)
(3) formula trapetsiyalar formulasi deb ataladi. Bu formula yordamida topilgan integralning taqribii qiymatining aniqligini oshirish uchun bulinish nuqtalari soni n» ni ikki, uch va x.k. marta oshirish kerak bo`ladi. Albatta bunda ham hisoblash xajmi bir necha marotaba oshadi.
Misol.
Bo`linishlar soni 10 bo`lganda ε=0,001 aniqlikda hisoblang.
Yechish.
h=(b-a)/n=(3,5-2)/10=0,15
bo`linish nuqtalari x i =a+ih, i =1,.., 10
x 0 =2,00
x 1 =2,15
x 2 =2,30 y 2 =f(2,30)=0,3350
x 3 =2,45 y 3 =f(2,45)=0,3371
x 4 =2,60 y 4 =f(2,60)=0,3402
x 5 =2,75 y 5 =f(2,75)=0,3443
x 6 =2,90 y 6 =f(2,90)=0,3494
x 7 =3,05 y 7 =f(3,05)=0,3558
x 8 =3,20 y 8 =f(3,20)=0,3637
x 9 =3,35 y 9 =f(3,35)=0,3733
x 10 =3,50 y 10 =f(3,50)=0,3849
(3) formulaga ko’ra
Simpson yoki parabola formulasi .
[0,3333-0,3849+4(0,3338+0,3371+0,3443+
+0,3558+ 0,3733)+2(0,3350+0,3402+
+0,3494+0,3637)]=
=0,05(1,0515+4*1,7443+ +2*1,3883)=0,05*10,8013= 0,54265 .
Этиборингиз учун рахмат