Tässä artikkelissa on luettelo lukuisista numeerisen integroinnin kvadratuurikaavoista .
Yleensä numeerinen integrointikaava kirjoitetaan seuraavasti:
,Integraalin additiivisuudesta johtuen yksinkertaiset alueet ( kolmio , nelikulmio , tetraedri jne.) katsotaan integrointialueeksi , monimutkaisen geometrian avulla alue voidaan esittää yksinkertaisten yhdistelmänä ja laskea integraali niiden yli tai käytä splineä edustamaan kohdistusta pääelementtiin.
Artikkelissa muuttujia käytetään osoittamaan luonnollisia koordinaatteja ja osoittamaan pääelementin koordinaatteja - .
Yksiulotteinen integrointi on aina integrointia segmentin yli.
Määrä | Pisteiden määrä | Integrointijärjestys | Lisäksi | ||
---|---|---|---|---|---|
yksi | yksi | yksi | Suorakaide menetelmä | ||
2 | 2 | yksi | Puolisuunnikkaan muotoinen menetelmä | ||
3 | 2 | 3 | Gaussin menetelmä -2 | ||
neljä | 3 | 3 | Simpsonin menetelmä | ||
5 | 3 | 5 | Gauss-3 menetelmä | ||
6 | neljä | 7 | Gauss-4 menetelmä | ||
7 | 5 | 9 | Gauss-5 menetelmä | ||
Näitä integrointikaavoja voidaan käyttää myös silloin, kun integrointialue on kupera nelikulmio, mutta silloin siirtymäkaavat isäntäelementtiin (ja päinvastoin) eivät ole näin yksinkertaisia. Voit saada lausekkeen siirtymälle käyttämällä interpolointipolynomia .
Monet neliöintegroinnin kaavoista voidaan saada janan kaavojen yhdistelmänä: kaikki mahdolliset yksiulotteisten pisteiden parit otetaan integrointipisteiksi ja vastaavat integrointipainojen tulot otetaan painoiksi. Esimerkkejä tällaisista menetelmistä alla olevassa taulukossa ovat suorakulmiomenetelmä, puolisuunnikkaan menetelmä ja Gauss-2-menetelmä.
Määrä | Pisteiden määrä | Integrointijärjestys | Lisäksi | |||
---|---|---|---|---|---|---|
yksi | yksi | yksi | Suorakaidemenetelmä (keskimääräinen menetelmä) | |||
2 | neljä | yksi | Puolisuunnikkaan muotoinen menetelmä | |||
3 | neljä | 3 | Gauss-2 menetelmä | |||
neljä | 12 | 7 | Solmujen määrä on minimaalinen [1] . | |||
Pääelementtiin siirtymiseksi käytetään barysentrisiä koordinaatteja (L-koordinaatteja), joita merkitään .
L-koordinaattien kertoimien laskemiseen käytetään matriisia :
Kerroinmatriisi on käänteinen : .
Määrä | Pisteiden määrä | Integrointijärjestys | Lisäksi | |||
---|---|---|---|---|---|---|
yksi | yksi | yksi | Keskimääräinen menetelmä | |||
2 | 3 | 2 | - | |||
2 | 3 | 2 | Gauss-3 menetelmä | |||
neljä | neljä | 3 | Gauss-4 menetelmä | |||
5 | 7 | 3 | Newton - Cotesin menetelmä _ | |||
Neliön lisäksi kuutiota voidaan käyttää pääelementtinä mielivaltaiselle kuusikulmiolle [ selventää ] , mutta silloin siirtymä ja Jacobilaiset kaavat monimutkaistuvat.
Samoin, kuten neliö, segmentin integrointikaavoista voidaan saada monia kuution integrointikaavoja, solmujen koordinaatit ovat kaikki mahdollisia yksiulotteisen kaavan koordinaattien kolmiosia ja integrointipainot ovat tulojen vastaavien painojen tuloja. yksiulotteinen kaava.
Määrä | Pisteiden määrä | Integrointijärjestys | Lisäksi | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
yksi | yksi | yksi | Suorakaidemenetelmä (keskimääräinen menetelmä) | ||||
2 | kahdeksan | 3 | Gauss-2 menetelmä | ||||
3 | neljätoista | 5 | Solmujen lukumäärä kaavojen luokassa, joiden likimääräinen kertaluku on 5 ja jotka eivät sisällä origoa, on minimaalinen. [2] | ||||
Koska korkean asteen integrointikaavat sisältävät monia pisteitä, esitämme ne erikseen.
Pistenumero | Lisäksi | ||||
---|---|---|---|---|---|
yksi | , , , , , , | ||||
2 | |||||
3 | |||||
neljä | |||||
5 | |||||
6 | |||||
7 | |||||
kahdeksan | |||||
9 | |||||
kymmenen | |||||
yksitoista | |||||
12 | |||||
13 | |||||
neljätoista | |||||
viisitoista | |||||
16 | |||||
17 | |||||
kahdeksantoista | |||||
19 | |||||
kaksikymmentä | |||||
21 | |||||
22 | |||||
23 | |||||
24 | |||||
25 | |||||
26 | |||||
27 | |||||
28 | |||||
29 | |||||
kolmekymmentä | |||||
31 | |||||
32 | |||||
33 | |||||
34 |
Samoin kolmion kanssa tetraedrin L-koordinaatteja käytetään pääelementtiin, jota merkitään :
Kerroinmatriisi määritellään seuraavasti: , missä
Määrä | Pisteiden määrä | Integrointijärjestys | Lisäksi | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
yksi | yksi | yksi | Keskimääräinen menetelmä | ||||
2 | neljä | 2 | Gauss-4 menetelmä | ||||
3 | 5 | 3 | |||||
neljä | yksitoista | neljä | Gauss-11 menetelmä | ||||
5 | neljätoista | 5 | määritetään seuraavista yhtälöistä:
| ||||
Integraalilaskenta | ||
---|---|---|
Main | ||
Riemannin integraalin yleistykset | ||
Integraalit muunnokset |
| |
Numeerinen integrointi | ||
mittateoria | ||
liittyvät aiheet | ||
Listat integraaleista |