Integrazione numerica
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- Vittoria Antonelli
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1 tegrzoe umer Formule d Newto-Cotes Trpez Smpso Puto medo Composte Formule d Guss Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
2 tegrzoe umer PROBLEMA: S u uzoe det sull tervllo [,], d u soo ot vlor u seme to d put. S vuole determte u pprossmzoe dell tegrle ;, d Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
3 Fuzo psst per gl stess put Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
4 Formule d qudrtur Formule d qudrtur ;, d w Coeet o pes Resto dell ormul d qudrtur Nod r Grdo d presoe o esttezz U ormul d qudrtur grdo d presoe k se è estt r qudo l uzoe tegrd è u polomo qulss d grdo more o ugule k. P Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog k
5 Grdo d presoe Grdo d presoe Se è u polomo d grdo l ormul è estt, se l è d grdo ommetto u errore Grdo d presoe 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
6 Formule d qudrtur Formule d qudrtur Somm pest d vlor dell uzoe put opportu pprteet o meo ll tervllo d tegrzoe d LL - 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
7 Formule d tpo terpoltoro ; d ;, p, d Polomo e terpol l uzoe 7 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
8 Formule d tpo terpoltoro S p l polomo terpolte d Lgrge put dstt p od p d l d l oeet L ormul d qudrtur rsult estt per ostruzoe per polom d grdo lmeo grdo d presoe lmeo 8 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
9 Formule d qudrtur d Newto-Cotes od equspzt Newto-Cotes Cuse Uso etrm gl estrem d tegrzoe ormul de Trpez : Lere ormul d Smpso /: Qudrt ormul d Smpso /8 : Cu Newto-Cotes perte Usosoloput ter ormul del puto medo 9 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
10 Formul de Trpez Approssmzoe lere d [ ] L Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
11 Formul de Trpez terpolzoe d Lgrge, Cmmeto d vrle L d od let,, ξ, d ξ ; ξ L ξ ξ ξ ξ Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
12 Formul de Trpez tegrdo d L d L ξ d ξ ξ dξ ξdξ ξ ξ ξ [ ] Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
13 Esempo:ormul Trpez Clolre l tegrle Soluzoe estt e d Formul de Trpez e d ε Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog e e e e d 8 [ ] % e 87.66
14 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Formul Formul d d Smpso / Smpso / Approssm l uzoe o u prol, [ ] d L
15 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Formul Formul d d Smpso / Smpso / d d,,,, let L ξ ξ ξ ξ ξ od L ξ ξ ξ ξ ξ ξ
16 Formul d Smpso / tegrmo l polomo terpolte d Lgrge d L ξ Grdo d presoe lmeo dξ ξ ξ 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog ξ ξ ξ dξ ξξ ξ dξ ξξ ξ [ ] d dξ
17 Formul d Smpso /8 Approssmmo o u polomo uo, d 8 [ ] L 7 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
18 8 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Formul Formul d d Smpso /8 Smpso /8 L [ ] 8 - ; Ld d
19 Esemp: ormule d Smpso Clolre l tegrle Smpso / Smpso /8 e d 9 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog [ ] e d ε 8 e e % 8 e d 8 / [ ] ε.7% 56.96
20 Formul del puto medo Formul d Newto-Cotes pert d m η m Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
21 Formul d Newto-Cotes pert o due put Approssmzoe lere d 8 [ ] η Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
22 Formul d Newto-Cotes pert o due put Approssm l uzoe o u prol d 7 [ ] 5 η Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
23 Formule d qudrtur d Newto-Cotes od equspzt Nod equdstt [,] k k k,..., Formule use Formule perte, oeet o pes w dpedoo solo d, m o dll tervllo d tegrzoe [,] o d possoo qud essere lolt pror Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
24 Formule d qudrtur d Newto-Cotes tt: Cso ormule use. Cmo d vrle ψ t t Notdo e k p w k ψ l d l ψ k k t k t k k k Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
25 Formule d qudrtur d Newto-Cotes Pertto, l t k k ϕ t k k se Per pes s llor w rsult D u s ottee l ormul d qudrtur d ϕ t dt ϕ t l dt w w ϕ t dt Alogmete per le ormule perte w w ϕ t dt 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
26 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Metodo de oeet determt Metodo de oeet determt Determre oeet u ormul d qudrtur rededo e l ormul s estt per moom,,..,, oè e l ormul grdo d presoe lmeo. Quest odzoe port l sstem lere d equzo o ogte d d d Mtre d Vdermode. Allor se od soo dstt l soluzoe esste ed è u
27 7 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Metodo de oeet determt Metodo de oeet determt ESEMPO ESEMPO Assegt put,, ostrure u ormul d qudrtur us d grdo lmeo.,, [,] Quest odzoe port l sstem lere elle ogte,. ] [ d d
28 Pes per Newto-Cotes 8 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
29 Se Errore d tegrzoe Errore terpolzoe polomle E p Π! Errore d u ormul d qudrtur terpoltor E dove Π d Π p ξ Π C d, [, ],! Κ Κ su [, ], llor E Π! 9 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog d ξ ξ d,
30 Errore d tegrzoe d u ormul d qudrtur d Newto-Cotes Poè od soo equdstt l espressoe del resto s sempl E Formul o pr perte o use M! ξ purè C [, ] dove ξ, t π M t π vedo deto t t π dt dt < > t t per ormule use per ormule perte Grdo d presoe Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
31 Errore d tegrzoe d u ormul d qudrtur d Newto-Cotes Formul o dspr perte o use E M M! vedo deto π π η purè C [, ] dove η, t t dt dt < > per ormule use per ormule perte π t t Grdo d presoe Le ormule d Newto-Cotes o grdo d presoe se è PAR e se è DSPAR Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
32 Errore d tegrzoe ell ormul de trpez E ; t,! t ; η d η Π d dove η, [, ] od t : t t dt E η Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog, d t t Π t dt 6
33 Error elle ormule d Newto-Cotes E E '' ξ 5 9 Formul de trpez ξ Formul d Smpso / E E 5 8 ξ '' Formul d Smpso /8 ξ Formul del puto medo Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
34 Formule d qudrtur d Newto-Cotes od equspzt stltà umer delle ormule d qudrtur per >8 Errore reltvo el lolo delle ormule d Newto-Cotes per l pprossmzoe d e d Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
35 Per mglorre Formule Composte Formul de Trpez Compost Formul d Smpso Compost Estrpolzoe d Rrdso tegrzoe d Romerg 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
36 Applmo l ormul de trpez su sottotervll Due tervll Tre tervll Quttro tervll Molt tervll Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
37 Formule omposte Suddvsoe dell tervllo d tegrzoe [,] prt [, ],,.., Somm d tegrl su su tervllo d Formul elemetre terpoltor su su tervllo 7 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog d d sosttuto o p d
38 Formul de Trpez Compost d d d LL [ ] [ ] L [ ] [ L L ] d sottotervll 8 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog E T '' ξ
39 Formul de Trpez Compost,,, 8, 6, Clolo dell tegrle e d.5.5 [ ] [ [ ] [.5.5 [ ].5 ] ] L ε ε ε ε ε 57.%.75% 9.7%.5%.66% 9 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
40 Formul de Trpez Compost o tervll o equspzt Vlutmo l tegrle,,.5,.5 e d d d d.5 [ ] [ ] [.5 ] [.5 ] [ ] [ ] [ e.5 ] e e e e [.5 ] 7 8 e e % Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog.5 ε.5 d
41 Formul d Smpso Compost Approssmzoe qudrt trtt Osservre Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
42 Formul d Smpso Compost d [ ] [ ] [ L - d [ ] 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt E T Uverstà d Bolog d L ] L d L ξ 88
43 Formul d Smpso Compost Vlutmo l tegrle, e d [ ] [ e e ] 8, 8. Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog [ ] [ e e e e ] ε 8.7% ε 57.96%
44 Formul d Smpso Compost o tervll o equspzt Vlutmo l tegrle.5,.5 d.5 [.5 ] [.5 ] Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog e [.5 ] [.5 ] e e e e e 5. ε d.5.76% d
45 Qudrtur utomt N: [,] Etol Nm l progrmm P lol l vlore dell tegrle ;, P o u errore stmto Est<Etol e o u umero d vlutzo d uzoe M<Nm Se ò o è possle l progrmm P s terrompe. d OUT: Est M 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
46 P osste :. U suessoe d ormule d qudrtur e omporto u umero resete d vlutzo. U rtero per determre. U rtero per determre l stm utomt dell errore Est Esempo d sem d qudrtur utomt P: Metodo d Romerg 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
47 Estrpolzoe d Rrdso E possle dre u stm utomt del resto orotdo tr loro le pprossmzo dell tegrle otteute o due dvers vlor d N um.tervll. N, N u N δ N pprossmzo δ N e s s N δ, ξ N δ N N s N dersoo Nell potes e vr d poo l vrre d, s suppoe: llor δ δ N δ N δ s N N s s 7 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog N s, per s ξ
48 Estrpolzoe d Rrdso Stm del resto: N N s N S può proedere o suessv rddopp d N o qudo N s N Etol L pprossmzoe dell tegrle srà: N N s N 8 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
49 Clolo d e d Co l ormul de trpez s, Etol.5 - N N N s N Etol Vlore le 8 orretto.768 Errore eettvo Est r Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
50 Clolo d e d Co l ormul d Smpso s, Etol.5 - N.. N N s N Etol Vlore le orretto.7685 Errore eettvo Est r Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
51 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Metodo d Romerg Metodo d Romerg Usmo l ormul de trpez ompost sottotervll: j,,, 8, 6,. [ ] d L [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] j Formul j j j j 7 L M M M L sottotervll
52 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Metodo d Romerg Metodo d Romerg [ ] j j j j j Formul j M M M ; j j
53 Metodo d Romerg S pprossm l tegrle medte u ormul rorsv R, m S R stm d R R,,, R m, R, m R m, llor [ ], R, m R,, o,..,m o redoo ltre vlutzo d R R R R,,,.. M, R R R,,... M, 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog R,... TEOREMA: Og olo dell rry d Romerg overge ll tegrle d. Per og m, R M, N lm R, m d
54 Formule d qudrtur Gusse Formule d Newto-Cotes uso vlor delle uzo su put equspzt put Grdo d presoe o Qul è l mssmo grdo d presoe rggugle d u ormul d qudrtur det od? S suppoe e l ormul d qudrtur poss essere estt per polom d grdo Formule Gusse od,,.. o soo presst, od e oeet vegoo rvt modo d mssmzzre l grdo d presoe 5 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
55 Formule d qudrtur Gusse su [-, ] : d Seglere,,, modo e l tegrle s estto per,,, 55 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog - Sstem o lere!!
56 Formule d qudrtur guss - Guss-Legedre - p p p : ; d tervllo[-,]; ;, o rd w /, /, Determre e modo e l ormul s estt per polom d grdo < o d Grdo d presoe 56 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
57 Formule d qudrtur Gusse su [-, ] : d - seglere,,,,, tle e l metodo s estto per,,,,, 5 Sstem o lere!! 57 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
58 Formule d qudrtur guss - Guss Legedre - d ; Grdo d presoe 5 oeet dell ormul possoo essere determt medte l metodo de oeet determt 58 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog 5
59 59 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Formule d qudrtur Gusse su Formule d qudrtur Gusse su [, ] [, ] Trsormzoe d oordte d [,] [-,] t t d g d dt t t t t
60 Esempo: Formule d qudrtur Gusse vlutre te dt Trsormzoe d Coordte t t te t dt ; e dt d d d Formul o due put d e e ε.% 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
61 Esempo: Formule d qudrtur Gusse Formul o tre put d e ε e % e Formul o quttro put d [ ] [ ].7% 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog ε
62 TEOREMA So,,.., gl zer dell -esmo polomo ortogole p ell tervllo [,] rspetto ll uzoe peso w. Allor l ormul d qudrtur o oeet w w l d grdo d presoe 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
63 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog Dmostrzoe Dmostrzoe # l ormul è estt per d zer, oseguez d, per dvdmo S w r d w r d w q p d w r q p d w p r r q r q p p P P P L ormul è estt per P
64 Formule d qudrtur Gusse pes delle ormule d qudrtur gusse soo tutt postv. 6 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
65 w w Formule d qudrtur d Gusse, w uzoe peso w su [, ] Guss-Ceysev Guss-Legedre 65 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
66 Formule d qudrtur Formule d Newto-Cotes uso vlor delle uzo su put equspzt put Grdo d presoe o Coeet postv per <7 Possoo o overgere Formule gusse Grdo d presoe Coeet sempre postv Sempre overget ll umetre del umero de od 66 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
67 Formule d qudrtur Gusse Per le ormule pù lsse od e oeet soo memorzzt telle 67 Sere Morg Dprtmeto Mtemt Uverstà d Bolog
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