MATLAB 代码逐行解释:复合梯形公式求解定积分
clear; % 清除工作区变量
clc; % 清除命令窗口内容
m = 16; % 设定迭代次数
h = 1; % 初始化 h
T(1) = (0 + fun41(1)) * h / 2; % 使用复合梯形公式求解区间 [0, 1] 上的积分,初始时只有一个区间,即 T(1)
for i = 2:m % 迭代开始,从第二次迭代开始循环
h = h / 2; % 每次迭代将区间长度缩小一半
n = 1 / h; % 根据缩小后的区间长度计算出区间个数
t = 0; % 初始化 t
for j = 1:2:n - 1 % 计算每个区间上的函数值
t = t + fun41(j * h);
end
T(i) = T(i - 1) / 2 + h * t; % 使用复合梯形公式求解区间 [0, 1] 上的积分,得到 T(i)
end
for i = 1:m - 1 % 迭代开始,从第一次迭代开始循环
for j = m:i + 1 % 从 T 表的对角线上往下依次计算每个元素
T(j) = 4^i / (4^i - 1) * T(j) - 1 / (4^i - 1) * T(j - 1);
end
end
vpa(T(m), 10); % 输出 T 表对角线上的最后一个元素,精度为 10 位小数
代码逐行解释:
clear;:清除工作区所有变量,确保代码运行时不会受到之前变量的影响。clc;:清除命令窗口的内容,保持命令窗口的干净整洁。m = 16;:设定迭代次数为 16,表示将区间 [0, 1] 分割成 2^16 个子区间进行积分计算。h = 1;:初始化步长 h 为 1,代表初始时整个区间 [0, 1] 的长度。T(1) = (0 + fun41(1)) * h / 2;:使用复合梯形公式计算初始积分值 T(1)。该公式采用梯形面积公式近似计算积分值,其中fun41(1)代表函数在点 1 处的取值。for i = 2:m:开始进行迭代计算,循环从 i = 2 开始,一直迭代到 i = m。h = h / 2;:每次迭代将步长 h 缩小一半,即把每个区间分成两半。n = 1 / h;:根据新的步长 h 计算出当前区间个数 n。t = 0;:初始化变量 t,用于累加每个区间上的函数值。for j = 1:2:n - 1:循环计算每个区间上的函数值,注意步长为 2,表示只计算奇数个点上的函数值。t = t + fun41(j * h);:累加每个区间上的函数值。T(i) = T(i - 1) / 2 + h * t;:根据复合梯形公式计算当前迭代的积分值 T(i),该公式利用前一次迭代的积分值和当前区间上的函数值进行计算。for i = 1:m - 1:开始进行第二次迭代,用于计算 T 表的对角线元素。for j = m:i + 1:循环从对角线上往下计算每个元素,直到最后一行的元素。T(j) = 4^i / (4^i - 1) * T(j) - 1 / (4^i - 1) * T(j - 1);:根据迭代公式计算 T 表元素,该公式利用当前行和上一行的元素进行迭代计算。vpa(T(m), 10);:输出 T 表对角线上的最后一个元素,即最终的积分值,并使用vpa函数将结果保留 10 位小数。
总结:
这段代码使用复合梯形公式和迭代算法求解定积分。通过逐步缩短区间长度,并不断迭代计算积分值,最终得到较为精确的积分结果。代码中的注释详细解释了每个步骤的含义和作用,帮助读者理解代码逻辑和算法原理。
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