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advanced mathmatics~~~高等数学】关于 Newton-Cotes formulae(系列公式)~树上的说法,是否正确?

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解决时间 2021-03-21 18:32
advanced mathmatics~~~高等数学】关于 Newton-Cotes formulae(系列公式)~树上的说法,是否正确?
最佳答案
直观上,好像是n越大,近似值的近似程度就越高,但是这里还涉及到一个算法的稳定性问题,就是公式中用到的函数值f0,f1,f2之类的,在实际计算中多是带有误差的,“差之毫厘”,这些误差累积起来,对结果的影响有可能是巨大的,导致最终算出来的近似值与准确值“谬之千里”。
从书上给出的低阶公式的表达式可知,当n≤7时,所有的cote系数都是正的,从n=8开始,系数开始出现负的,且可以证明所有的cotes系数的绝对值之和当n→∞时的极限是+∞,所以不适宜使用太大的n。
其次,我们当然想让所得近似求积公式适用于更多的连续函数f(x),但是可以找到反例,使得求积公式序列不收敛。
所以,基于稳定性、收敛性的考虑,选择低阶的N-C公式或Gauss型公式,然后“复化”。

另外,通过对求积公式的误差的推导,当n为偶数时,相比之下误差更小一些,所以选择n=2时的Simpson公式以及n=4时的Boole公式更好。追问shouxian首先,不得不说,劳烦老师费了很大的心血,表示剧烈的谢忱!
1)【从n=8开始,系数开始出现负的】,这我理解啦【从下面的1图】
2)【这些误差累积起来,对结果的影响有可能是巨大的】这句话,不理解?就是说,
牛-哥系列公式,发展到后面,无非是,插值插得越来越多,点去的越来越多!
但问题是,这怎么会导致误差越来越大?从几何图形上、直觉上看,怎么看出来的呢?


追答N-C公式的基础是插值法,在高次插值里面有个Runge现象,就是对于某些函数来说,在某些区间之内,插值多项式序列{Ln(x)}不一致收敛于被插值函数,比如f(x)=1/(1+x²),区间是[-5,5],从图象上看,越靠近端点±5,{Ln(x)}与f(x)的误差越大。反映在数值积分里面,就会出现前面说过的稳定性与收敛性问题。追问我先已经把您的这段话,抄下来啦 in  my  notebook!

然后,我昨天,坐在车上回去的时候,也在思考一个更常识、更基础的问题:

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