插值型求积公式的求积余项
R?f???baf(n)(?)?n(x)dx n!当f(x)为次数小于n次的多项式时,有f?n?(x)?0,对应的R(f)?0。
因此插值型求积公式的代数精度至少为n-1。
若取f(x)?1,代入式(5.4),可得插值型求积公式的求积系数之和为
?Ak?1
nk?b?a
下面具体介绍常用的几个插值型求积公式。
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2. Newton-Cotes求积公式
1) n点的Newton-Cotes公式的构造 将求积节点xi取为[a,b]上的等距节点
b?axi?a??i?1?h,h?,i?1,2,?,n n?1做积分变量变换:x?a?th
则当x??a,b?时,有t??0,n?1?,于是有插值型求积公式的求积系数为
?x?xkAi????ak?1?xi?xkk?ibn?n?n?1?b?a?t?k?1?dtdx????0?? n?1i?k?k?1??k??i?
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记C??ni??1n?1?nt?k?1??dt??0??n?1i?k??1?kk?i??,则有
(5.5)
Ai??b?a?Ci,i?1,2,?,n?1Ci?n?常称为
?n?Cotes系数,易验证
??C?i?1
ni?1n通常称
?baf(x)dx??b?a??Ci??f(xi) (5.6)
ni?1n为n点的Newton-Cotes公式。
由于求积节点xi是等距的,因此也称式(5.6)为等距节点求积公式。
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利用C??ni??1n?1?nt?k?1??dt??0??n?1i?k??1?kk?i??可以得出下面常用的Newton-Cotes公式
A) 2 点的Newton-Cotes公式
?bab?af?x?dx?f?a??f?b?? (5.7) ?2这正是我们熟悉的梯形公式。 B) 3点的Newton-Cotes公式为
?baf?x?dx?b?a?6??f?a??4f??a?b??2???f?b???? (5.8) 称它为Simpson公式或抛物线公式。
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