Python数值计算(33)——simpson 3/8积分公式

1. 背景知识

既然前的Simpson可以通过使用三个点构造二次曲线近似积分,那么,如果点数增加到了4个,然后不就可以构造三次多项式的曲线,实现对目标值的积分吗?

如果采用和上一节介绍的同样的方法,我们可以推导出:

其中

2. 算法实现

通过上述原理可以很容易使用Python实现:

python 复制代码
# Simpson's 3/8 Rule for Numerical Integration
import numpy as np
def simpson38(f, a, b):
    h=(b-a)/3
    x=np.linspace(a,b,4)
    y=np.vectorize(f)(x)
    return 3*h*(y[0]+3*y[1]+3*y[2]+y[3])/8.0

如果使用该方法,计算humps函数在区间0,1上的数值积分,其效果如下:

可见误差相比之前有了很大的改善,但还是有27%,还是偏大的。

3. 复合simpson 3/8积分公式

和前面类似,如果将一个大的积分区间,划分为更多个较小的积分区间,在每个积分区间上使用Simpson 3/8积分公式,则可以更加贴近原函数,和复合Simpson 1/3积分公式要求点的个数为偶数类似,这个也要求点的个数为3的倍数。

最终实现效果如下:

相关推荐
Java面试题总结5 分钟前
Python,单引号和双引号有何区别
开发语言·python
lhxcc_fly27 分钟前
LangGraph基础知识点
python·langchain·llm·langgraph
Lvan的前端笔记28 分钟前
python:Mac 系统 uv 完整安装+入门实战
python·macos·uv
会飞锦鲤37 分钟前
基于YOLOv10的瓜果成熟度智能检测系统
人工智能·python·深度学习·yolo·flask
AOwhisky41 分钟前
Python 学习笔记(第四期)——字符串:格式化、操作与文本处理——核心知识点自测与详解
开发语言·笔记·python·学习·列表·元组·字典
一次旅行1 小时前
【AI技术_工具】用 MCP 把本地工具接入 Claude_Cursor,让 AI 真正摸到你的数据
大数据·人工智能·python
AOwhisky1 小时前
Python 学习笔记(第六期)——函数:定义、参数传递与作用域
笔记·python·学习·云原生·运维开发·函数·参数传递
茗创科技2 小时前
CGE连接组:用基因表达解码脑疾病的异质性(附高分文献下载)
python·matlab·脑网络
汤米粥2 小时前
Python调用百度搜索触发安全验证
开发语言·python
杠杠的blog2 小时前
企业级提示词管理
python·agent·提示词·生产级实践