🔥码云GVP开源项目 12k star Uniapp+ElementUI 功能强大 支持多语言、二开方便! 广告
# 14.2 积分的“规则” > 原文: [http://math.mit.edu/~djk/calculus_beginners/chapter14/section02.html](http://math.mit.edu/~djk/calculus_beginners/chapter14/section02.html) 任何积分方案的目标是准确地估计给定宽度的每个区间中的区域![](https://img.kancloud.cn/b0/03/b003ca8502453b29e8096b2a52c3abdc_13x8.gif)。如果被积函数在该区间内基本上是常数,那么这样做是没有问题的,但如果不是,我们需要一个进行估算的计划。任何此类计划称为**规则**,用于数值积分。 **这是最简单的规则,从最不明智的规则开始。** 1.通过区间**最左侧**点处的被积函数值估算区间的高度。这被称为**左手规则**。 2.通过最**最右边**点的被积函数值估算区间的高度。这是**右手规则**。 3.通过**估计间隔的高度,即前两个的平均值。** 这被称为**梯形规则**。 4.通过**中间的被积函数的值估计区间的高度。** 这样做的缺点是你需要在间隔的中间而不是在结束时找到它。它有时被称为**中点规则**。 5.选择二次函数完全满足的前两个**的组合。这被称为 **Simpson 的规则**。** **够了!还有更多规则吗?** 是的,你可以做得更好。 **好吗?这些规则的表现如何?** 好吧,前两个规则中的错误随着![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)线性下降。因此,如果将![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)除以 2,则误差也会减少![](https://img.kancloud.cn/c4/35/c435be78761dffb34ad7cefa6d6f1b3a_9x12.gif)。 接下来的两个误差在![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)中是二次的;这意味着当![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)降低![](https://img.kancloud.cn/c4/35/c435be78761dffb34ad7cefa6d6f1b3a_9x12.gif)因子时,它们会下降![](https://img.kancloud.cn/ba/da/bada0a5fcbb40c86de47bdd5952b2db1_9x13.gif)因子。 辛普森的规则在![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)中有一个四分之一的错误;当![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)降低![](https://img.kancloud.cn/c4/35/c435be78761dffb34ad7cefa6d6f1b3a_9x12.gif)因子时,它下降![](https://img.kancloud.cn/21/8d/218dd4d7973806d61b7b70260ec93fa1_17x13.gif)因子;如果你愿意,你可以通过![](https://img.kancloud.cn/e7/74/e77400e7078e252231beeeafdcf950af_18x13.gif)因子实现下降,甚至更多。 梯形规则使用每个间隔的高度作为每端的值的一半。这给出了![](https://img.kancloud.cn/be/37/be371df9b0ab9601756623c25a7a6a1a_9x37.gif)到积分端点的权重,![](https://img.kancloud.cn/6c/43/6c439cafc1ee0891e1afe20c5d20e62e_9x37.gif)到每个中间点,(![](https://img.kancloud.cn/be/37/be371df9b0ab9601756623c25a7a6a1a_9x37.gif)从它每一侧的间隔)。 辛普森一家规则相当于将奇数点的贡献加倍,然后使用![](https://img.kancloud.cn/e8/85/e885a0144704b308aa0f7222aa232822_9x12.gif)作为分母而不是![](https://img.kancloud.cn/c4/35/c435be78761dffb34ad7cefa6d6f1b3a_9x12.gif);所以第一个和最后一个点(最后一个必然是偶数)得到重量![](https://img.kancloud.cn/99/03/99036fd6d1dda9f61f7689c33d56aed6_9x37.gif),奇数得到重量![](https://img.kancloud.cn/ca/35/ca35f5b5b785215eb017636e10f3bfa1_9x37.gif)而其他偶数得到重量![](https://img.kancloud.cn/4b/28/4b28d135f6b6494f70d5bf0fa9633897_9x37.gif)。 **这些规则很难适用吗?** 不,前三个很容易,你可以通过第三个聪明的伎俩得到辛普森的。使用另一个类似的技巧,您可以获得超级 Simpson 规则,![](https://img.kancloud.cn/da/b8/dab8f201ba10fb5a14e991ab157a9c7c_10x13.gif)每次降低![](https://img.kancloud.cn/8c/ed/8ced1296bc63e57ec09da0a0ab202292_10x38.gif)时,因子![](https://img.kancloud.cn/e7/74/e77400e7078e252231beeeafdcf950af_18x13.gif)误差下降。 **那么这种集成有多准确?** 对于大多数积分,在有限的时间间隔内,如果需要,您应该能够获得十位精度,这远远超过您遇到的任何问题。 **好的,你让我很好奇。为什么梯形规则比前两个更好?为什么辛普森的规则仍然更好?** <iframe frameborder="0" height="620" src="../mathlets/numerical-integration.html" width="100%"></iframe>