2
Для численного вычисления величины интеграла в электронной таблице можно применить две технологии – технологию приближенного вычисления и технологию точного вычисления.
Величина интеграла, вычисленная аналитически, равна 19. Решение (Технология приближенного вычисления)
Табулируем подынтегральную функцию в диапазоне изменения значений аргумента [2,3] с шагом 0,05 (Чем меньше шаг, тем больше точность вычисления) (рис.33).
2. В ячейку B2 вводим формулу =3*A2^2*(A3-A2)+((3*A3^2-3*A2^2)*(A3- A2))/2, которая реализует часть приведенной выше формулы, размещенной правее знака суммы, т.е вычисляет величину элементарной площади (криволинейной трапеции).
Копируем буксировкой формулу, записанную в ячейке B2, до значения аргумента х = 2,95, то есть до предпоследнего значения точки х.
В ячейке В22 просуммируем с помощью автосуммирования полученные результаты. Вычисленное значение в ячейке В22 и будет величиной интеграла – 19,00125.
Рис. 34
Упражнение
П
Вычислим интеграл 2 sin xdx , используя технологию точного вычисления.
п
2
Технология точного вычисления основана на использовании аппарата циклических ссылок и итераций. Применение этой технологии позволяет задавать достаточно малый шаг интегрирования, что увеличивает точность вычислений. Для точного вычисления нужно выполнить следующие операции:
Определить, на сколько интервалов нужно разбить диапазон интегрирования, чтобы получить требуемую точность, и задать их количество в виде количества итераций. Положим для решения нашей задачи достаточно 10000 интервалов.
Выполнить команду меню Сервис/Параметры, открыть закладку Вычисления в диалоговом окне Параметры и в поле Предельное число итераций ввести число 10000. В поле Относительная погрешность ввести число равное 0,00001. Если установлен флажок Итерации, то нужно выключить его. Закрыть диалоговое окно Параметры.
В ячейки рабочего листа ввести исходные данные и формулы для вычислений (рис.34).
Рис. 35
В ячейке В6 формула =(B4-B3)/B5 вычисляет шаг интегрирования. В ячейке С3 формула = 0+C3+B6 – вычисляет текущее значение аргумента х. Значение 0 в формуле устанавливает нижний предел интегрирования. В формуле есть циклическая ссылка на эту же ячейку С3 +В6, она реализует накопление величины х относительно нижнего предела.
В ячейке D3 записана формула, реализующая метод трапеций и накопление суммы площадей элементарных трапеций.
После ввода исходных данных и формул вновь выполнить команду меню Сервис/Параметры, открыть закладку Вычисления в диалоговом окне Параметры и установить флажок Итерации. Щелкнуть на кнопке ОК. Потребуется некоторое время для того, чтобы табличный процессор
выполнил заданное количество циклов итераций и вычислил результат (рис.34).
После завершения вычислений вновь вызвать диалоговое окно Параметры и выключить флажок Предельное число итераций.
Результат вычисления будет 2,00031413.
Задания для самостоятельного выполнения
Вычислить определенный интеграл функции 2cos2x на интервале от 0 до π/2.
Вычислить определенный интеграл двумя способами
Результаты сравнить.
5
(2x 2 6x 5)dx .
1
e
Вычислить определенный интеграл двумя способами Lnxdx . Результаты
1
сравнить.
Вычислить определенный интеграл двумя способами
Результаты сравнить.
5
x x 4dx .
0
5
Вычислить определенный интеграл двумя способами
3
сравнить.
x 4 dx . Результаты
|