Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ГОСЫ Методы вычислений 18 стр Январь 2012

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
379.35 Кб
Скачать

- .

.

-5

2012 .

1. Решение задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка методом Эйлера, Эйлера с пересчетом, Коши. Локальные погрешности этих методов. Геометрическая интерпретация метода Эйлера.

.

1- ! " #

!$ # ! # .

y′ = f ( x, y)

 

 

– ! % " 1- .

y(x0 ) = y0

 

# f ( x, y) # # #$ #$ !$ y

$ # # $ x0 , & ! $ ! [ x0 ; x0 + H ]

 

" ! % " # ' # # ( # ' #

 

# # ! % " 1- ).

 

: & # # " y(x) y′ = f ( x, y) ,

(' # y( x0 ) = y0 xi

[ x0 ; x0 + H ] .

) " ' #

# # !$ y1, y2 , K, yn ,

yi – &

! "

y( x) xi .

 

 

y = y(x)

 

 

y2

 

 

y1

 

 

y0

 

 

x0

x1

x2

 

x1 = x0 + h, h = H/n

 

 

 

y1

= y(x1) – & ! "

y(x) x1

x2

= x1 + h

 

 

 

y2

= y(x2) – & ! "

y(x) x2

 

 

 

 

* # & ! ( (

x0, x1, …, xn y0, y1, …, yn

y′ = f ( x, y)

y( x0 ) = y0

dy = f ( x, y) dx

dy = f ( x, y)dx

, .

! .

2

xi+1 xi+1

dy = f ( x, y)dx

xi

xi

y( xi +1 ) − y( xi ) = h f ( xi , y( xi ))

1442443

yi = y( xi ) – ! ! &.

yi+1 = yi + h f ( xi , yi ) – .

" # &, : " h2 (O(h2) –

| R[f]

| ≤ const· h2) (

" #). " # – h. , !,

- # # h.

 

 

 

 

 

 

 

 

! .

 

 

 

 

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

α

 

 

h·f(x1,y1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

 

 

1

 

 

y=y(x) (! #)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h·f(x0,y0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

x1

 

 

 

x2

 

 

h

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 = x0 + h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1 = y0 + h f ( x0 , y0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgα = f ( x0 , y0 )

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h tgα = MN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y2 = y1 + h f ( x1, y1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgα1 = f ( x1, y1 )

! &

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, .

y

= f ( x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y( x0 ) = y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

= f ( x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy = f ( x, y)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi+1

 

xi+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy = f ( x, y)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y( x

 

) − y( x ) =

h

( f ( x , y( x )) + f ( x

, y( x

)))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i +1

i

i

i

i +1

 

i +1

 

 

 

 

 

 

 

2

14444424444443

3

.$ y( xi +1 ) $ : y( xi +1 ) = y( xi ) + h f ( xi , y( xi )) yi = y( xi ) – ! ! &.

 

y

= y +

h

( f ( x , y ) + f ( x + h, y + h f ( x , y )))

– .

 

 

i +1

 

i

2

 

 

 

i

i

 

i

 

i

 

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" #

&, $: " h3 (O(h3) – | R[f] | ≤ const· h3)

(

" #). " # – h2. , !, -

# # h.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

", .

y

= f ( x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y( x0 ) = y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

= f ( x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy = f ( x, y)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi+1

 

xi+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy = f ( x, y)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y( x

 

) − y( x ) = h

f x +

 

, y x

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i +1

 

 

 

i

 

 

 

i

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14444244443

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

h

 

 

.$

y x

+

 

$ :

y x +

 

 

= y( x ) +

 

f ( x , y( x ))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

i

2

 

i

2

i

i

yi = y( xi ) – ! ! &.

 

 

 

h

 

 

h

 

 

y

= y

+ h f x +

 

, y

+

 

f ( x , y )

– .

 

 

i +1

i

i

2

i

 

2

i i

 

" #

&, # : " h3 (O(h3) –

| R[f] | ≤ const· h3) (

" #). " # – h2. , !,

- # # h.

4

+ A2 (b a)2 ,

2. Формула Симпсона. Ее погрешность (без вывода). Составные формулы.

.

 

b

 

 

, # # $ f (x)dx , f(x) –

[a, b] .

 

a

 

 

! f(x) Ln(x) ,

 

! #

b

b

 

 

$: f (x)dx Ln ( x)dx .

 

 

a

a

 

 

# $%% !. & ' .

/ 0 #

( ) #

!.

!

( ! [a, b] 1 & $ # # ! x0 = a, x1 = (a + b)/2, x2 = b. / # .

b

a + b

 

f ( x)dx = A0 f (a) + A1 f

 

+ A2 f (b)

 

a

 

2

 

 

 

%- ! , , # f(x) –

& #$ #.

1. ,, ( $ #. # f(x) ≡ 1

b

1dx = b a

a

f (a) = f ((a + b) / 2) = f (b) = 1

I = A0 + A1 + A2 , b a = A0 + A1 + A2

2.,, ( $ #. # f(x) = x a

b

( x a)2

 

b

(b a)2

 

 

 

 

x a dx =

 

=

2

 

2

 

 

 

a

 

 

a

 

 

 

 

 

 

+ b

 

 

 

 

 

 

 

a

 

a + b

f (a) = a a = 0,

f

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

a = b a , f (b) = b a

2

(b a)2

= A

b a

+ A

(b a),

b a

=

1

A

+ A

 

 

 

 

2

1

2

2

 

2

 

2

1

2

 

 

 

 

 

 

3.,, ( $ #.

# f(x) = (x a)2

b

 

 

 

( x a)3

 

b

 

(b a)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x a)2 dx =

 

 

 

=

 

3

 

 

 

a

 

 

 

 

a

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

a + b

 

a

+ b

f (a) = 0,

f

 

 

 

=

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

(b a)3

 

(b a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

= A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (b a)2 , f (b) = (b a)2 4

b a = 1 A1 + A2

3 4

5

A + A + A = b a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

+ A2

=

 

 

b a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

A1

+ A2

=

 

 

b a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! $ # (

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

= (b a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

2

(b a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

b a

 

 

b a

=

b a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = b a

2

(b a) −

b a

=

 

b a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx =

 

 

 

 

f

(a) + 4 f

 

 

 

+ f (b)

,

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) ' # (

 

 

 

 

 

 

 

f IV (ξ)

 

 

 

 

 

 

 

" #: R[ f ] = −

(b a)5 ,

R[ f ]

 

M 4

h5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2880

 

 

 

 

 

 

 

 

2880

 

 

 

 

 

 

 

% ' . % '.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! # % '.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

, #

# $ f ( x)dx , f(x) – [a, b] . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

! [a,

 

 

b]

! ( n #$ # "

h = (b a) / n : a = x0 < x1 < L < xn = b, xi +1 xi = h, i = 0, n − 1 .

y=f(x)

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a=x0

x1

x2

xn–1 b=xn

b

x1

xn

n −1

xi+1

 

 

,: f ( x)dx = f ( x)dx + K+ f ( x)dx = f ( x)dx .

a

x0

xn−1

i =0

xi

 

 

 

 

 

#

& & [xi, xi+1] # - #

. # # (' # # .

6

1. % ' # '

b

f ( x)dx = h f ( x0 ) + h f ( x1 ) + K+ h f ( xn−1 )

a

b

n−1

f ( x)dx = hf ( xi )

a

i=0

" #:

 

y=f(x)

a

b

n −1

n −1

h

2

 

h

2

 

f ′(c)

 

 

 

 

 

M1

 

R[ f ] = Ri [ f ] = f ′( xi )

 

= n f ′(c)

 

=

(b a) h,

 

R[ f ]

 

(b a)h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =0

i =0

2

2

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

14243

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

const

 

 

 

 

 

2.

% ' # '

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y=f(x)

 

f ( x)dx = h f ( x1 ) + h

f ( x2 ) + K+ h f ( xn )

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

n

 

 

 

R[ f ] ≤ M1 (b a)h

 

 

 

 

f ( x)dx = hf ( xi ),

 

 

 

 

 

a

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

3.

% ' # '

 

 

 

 

b

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

h

 

 

h

y=f(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx = h f x0 +

 

 

+ h

f x1

+

 

+ K+ h f xn−1

+

 

 

 

2

 

 

a

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

n−1

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx = hf xi

+

 

,

 

 

R[ f ]

 

 

2 (b

a)h2

 

 

 

 

a

 

i=0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

4.

% ' !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

f ( x)dx = h ( f ( x0 ) + f ( x1 ))+ h ( f ( x1 ) + f ( x2 ))+ K+ h ( f ( xn−1 ) + f ( xn ))

 

 

 

 

a

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n −1

 

 

 

 

R[ f ] ≤ M 2 (b a)h2

 

 

f (x)dx = h ( f (a) + f (b))

+ hf (xi ),

 

 

a

 

2

 

 

 

 

 

 

 

i =1

 

 

 

 

12

 

 

y=f(x)

5.

% '

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

h

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx =

f ( x ) + 4 f x +

 

 

+ f ( x )

+

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

a

b

 

a

 

6

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

h

+ f ( x )

1

6

 

 

 

h

 

 

h

 

 

 

+ 4 f x

+

 

+ f (x

2

) + K+

 

f (x

n −1

) + 4 f

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

h

 

 

 

x

n −1

+

 

+ f ( x

n

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

b

h

 

2

n −1

 

 

h

1

 

n−1

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx =

 

( f (a) + f (b))+

 

hf xi

+

 

+

 

 

hf ( xi ),

R[ f ]

 

4

(b a)h 4

 

 

 

 

 

 

 

a

6

 

3

i =0

 

 

2

3

i =1

2880

 

7

3. Приближенное вычисление определенного интеграла. Формулы прямоугольников, трапеций. Погрешности этих формул (вывод).

.

b

, # # $ I = f ( x)dx , f(x) – [a, b] .

a

! f(x) Ln(x) , ! #

:

b

b

n

f (x)dx Ln ( x)dx = Ak f ( xk ) ,

a

a

k =0

xk – ! , Ak – - $ , ! #,

! # ' !,

f ( x) . 4 ! ! R[ f ]

 

 

 

 

 

 

 

b

" # #$

 

,

R[ f ] = ( f (x) − Ln ( x))dx . , !

 

 

 

 

 

 

 

a

b

n

b

n

x

xi

 

f (x)dx Ak f ( xk ) . # Ak

=

– # # (' ,

 

 

dx

x

x

a

k =0

a i = 0

k

i

 

k i

# ' # $ !

! xk, ! # .

' % ' ' ' ' # .

! ( ! [a, b] 1 & $ #

# ! x0 – #$ f(x0)., #$ , $ ' $ $

, & '

# #$ f(x0)

#

h = b a. * ! # # x0 & # (' .

 

 

 

1. & ' # ' . x0 = a, f0 = f(a)

 

 

y=f(x)

 

b

 

f(b)

 

 

 

 

f ( x)dx = h f (a)

 

f(a)

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

" #: R[ f ] = f (x)dx h f (a) = F (b) − F (a) − h f (a)

 

 

 

 

 

 

a

a

h

 

b

 

 

 

 

 

 

 

. ! & ,$ # # x0:

 

g′′( x )( x

x )2

 

 

g

′′′( x )( x x )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g ( x) = g ( x0 ) + g′( x0 )( x x0 ) +

0

0

+

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

+ K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2!

 

 

 

 

 

3!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! & F(b) # # a: F (b) = F (a) + F ′(a)(b a) +

F ′′(a)

(b

a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

+ K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

123123

123

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( a )

 

 

h

f ′( a )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2

 

 

 

 

0, R[ f ] = F (a) + f (a) h + f ′(a)

 

 

F (a) − h

f (a)

= f ′(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 # f(a) # &. 4: M

1

= max

 

f ′( x)

 

,

 

 

R[ f ]

 

M

1

 

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ a ,b]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, # " # h .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. & ' # ' . x0 = b, f0 = f(b)

 

 

 

y=f(x)

 

b

 

f(b)

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx = h f (b)

 

 

 

 

 

 

f(a)

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

" #: R[ f ] = f ( x)dx h f (b) = F (b) − F (a) − h f (b)

 

 

 

 

 

 

a

a

h

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! & F(a) # # b.

F (a) = F (b) +

f (b)(a b) + f ′(b)

(a b)2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R[ f ] = F (b) − F (b) + h f (b) − f ′(b)

h2

h f (b) = − f ′(b)

h2

,

 

 

 

 

2

2

 

, # " # h .

h2 R[ f ] ≤ M1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. & ' # ' .

x0 =

 

 

 

 

 

,

 

f0 =

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y=f(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(b)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f((a+b)/2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx = h f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" #:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

(a+b)/2

 

b

 

R[ f ] = f ( x)dx h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

=

F (b) − F (a) − h

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! & F(b) F(a) # #

a + b

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

+ b 3

 

 

 

a + b

 

a + b

 

 

 

a + b

 

 

 

 

a

+ b

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

F (b) = F

 

 

 

 

+ f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

+

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

+ b 3

 

 

 

a + b

 

a

+ b

 

 

 

a + b

 

 

 

 

a

+ b

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

F (a) = F

 

 

 

+ f

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

+

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

a

+ b

 

 

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (b) − F (a) =

f

 

 

 

 

 

h +

f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

a + b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R[ f ] = f

 

 

 

h + f ′′

 

 

 

 

 

h

f

 

 

 

 

 

 

=

f

′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

R[ f ]

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, # " # h ( ').

& ' ! .

! ( ! [a, b] 1 & $ # # ! x0 = a, x1 = b. # - # # ! $ # ' (. , !, #$ , $ ' $ $ , & '

$ # #$ h = b a # f(a) f(b). ! #

# &$ " $:

9

b

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x)dx =

( f (a) + f (b))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" #:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

R[ f ] = f ( x)dx

( f (a) + f (b)) = F (b) − F (a) −

 

( f (a) + f (b))

 

 

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! & F(b) # # a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(b a)2

 

 

 

 

(b a)3

 

F (b) = F (a) + f (a) (b a) + f ′(a)

 

 

 

 

 

 

+ f ′′(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (b) − F (a) = h f (a) + f ′(a)

h2

+ f ′′(a)

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! & f(b) # # a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(b a)2

 

 

 

 

 

(b a)3

 

f (b) = f (a) + f ′(a) (b a) + f ′′(a)

 

 

 

 

 

 

+ f ′′(a)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

( f (a) + f (b)) =

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2 f (a) + f ′(a) h + f

′′(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2

 

 

 

 

h

3

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2

R[ f ] = h f (a) + f ′(a)

 

+ f ′′(a)

 

 

2 f (a)

+ f ′(a) h + f ′′(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

6

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y=f(x)

f(b)

f(a)

a

h

b

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

h

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −

f ′′(a) h3 ,

 

R[ f ]

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

2

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, # " # h ( & '$ ).

10