数值积分与微分

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数值积分的思想为利用几个点的函数值和求积系数来线性组合,从而近似积分,进一步和插值联系起来,再进行等距插值,得到牛顿科特斯公式,其中提到了代数精度,收敛性,稳定性的概念,偶数阶求积公式代数精度会高一点。
进一步牛顿科特斯公式在高阶时有不稳定性,所以引入复合求积,在实际计算中可以将分点加细提高精度,考察分点前后积分值关系,得到了龙贝格求积公式,但求积公式统一用等分区间造成了变化不大的区间计算资源的浪费,所以提出了自适应积分方法。
进一步为了提高代数精度,我们从插值点入手可以将精度提高到2n+1,从而引入高斯求积公式和带权正交,包括三种常用的,一般的,权为1,为勒让德多项式的零点,计算奇异积分用高斯乔比雪夫,计算无穷积分用拉盖儿。
最后模仿积分提出的外推法,由于微分的余项也可泰勒展开为级数,所以可以外推法提高数值微分的精度。

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