如何用矩形法(梯形法)求定积分

时间:2021-05-19

分析:
高中的时候,我们学习过,可以通过矩形法或者矩形法来求定积分。

思路就是将积分区间划分成n等份,然后将这n等份近似看成矩形(或梯形),然后对所有的矩形(或梯形)的面积进行求和。


简单的例子:
求函数X^2在的定积分

矩形法:
复制代码 代码如下:
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main(){
float fun(float x);
float a,b;
cout<<"请输入函数X^2的定积分的下限a和上限b:";
cin>>a>>b;
int n=50;//将区间划分成50份
float h=(b-a)/n;//h是每个区间分大小
float s=0;//s是矩形的面积的和
float i=0;
for(i=a;i<b;i+=h){
s=s+fun(i)*h;
}
cout<<"\n结果是:"<<s<<endl;
cout<<endl;
}
float fun(float x){
return pow(x,2);
}




梯形法:
复制代码 代码如下:
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main(){
float fun(float x);
float a,b;
cout<<"请输入函数X^2的定积分的下限a和上限b:";
cin>>a>>b;
int n=50;//将区间划分成50份
float h=(b-a)/n;//h是每个区间分大小
float s=0;//s是矩形的面积的和
float i=0;
for(i=a;i<b;i+=h){
s=s+((fun(i)+fun(i+h))*h)/2;
}
cout<<"\n结果是:"<<s<<endl;
cout<<endl;
}
float fun(float x){
return pow(x,2);
}




一个较复杂的例子
写一个通用函数,用来求sinx 、 cosx 、 e^x 、 x^2 的定积分
分析:fun为用来求定积分的通用函数,调用fun函数的时候,需要将积分的上限,下限,区间划分的份数以及被积函数的指针传递过来。

矩形法:
复制代码 代码如下:
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main(){
float fsin( float x);
float fcos( float x);
float fe( float x);
float fpf(float x);
float fun(float a,float b, int n,float (*p)(float x));
float a[4],b[4],r[4];
cout<<"请输入求正弦函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[0]>>b[0];
r[0]=fun(a[0],b[0],50,fsin);
cout<<"\n结果是:"<<r[0]<<endl;
cout<<"\n请输入求余弦函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[1]>>b[1];
r[1]=fun(a[1],b[1],50,fcos);
cout<<"\n结果是:"<<r[1]<<endl;
cout<<"\n请输入求以e为底的指数函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[2]>>b[2];
r[2]=fun(a[2],b[2],50,fe);
cout<<"\n结果是:"<<r[2]<<endl;
cout<<"\n请输入求X^2函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[3]>>b[3];
r[3]=fun(a[3],b[3],50,fpf);
cout<<"\n结果是:"<<r[3]<<endl;
cout<<endl;
return 0;
}
float fsin(float x){
return sin(x);
}
float fcos(float x){
return cos(x);
}
float fe(float x){
return exp(x);
}
float fpf(float x){
return pow(x,2);
}
float fun(float a,float b,int n,float (*p)(float x)){
float i;
float h=(b-a)/n;
float s=0;
for(i=a;i<b;i+=h){
s=s+p(i)*h;//利用了矩形求面积的公式
}
return s;
}




梯形法:
复制代码 代码如下:
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main(){
float fsin( float x);
float fcos( float x);
float fe( float x);
float fpf(float x);
float fun(float a,float b, int n,float (*p)(float x));
float a[4],b[4],r[4];
cout<<"请输入求正弦函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[0]>>b[0];
r[0]=fun(a[0],b[0],50,fsin);
cout<<"\n结果是:"<<r[0]<<endl;
cout<<"\n请输入求余弦函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[1]>>b[1];
r[1]=fun(a[1],b[1],50,fcos);
cout<<"\n结果是:"<<r[1]<<endl;
cout<<"\n请输入求以e为底的指数函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[2]>>b[2];
r[2]=fun(a[2],b[2],50,fe);
cout<<"\n结果是:"<<r[2]<<endl;
cout<<"\n请输入求X^2函数定积分的上限a和下限b:";
cin>>a[3]>>b[3];
r[3]=fun(a[3],b[3],50,fpf);
cout<<"\n结果是:"<<r[3]<<endl;
cout<<endl;
return 0;
}
float fsin(float x){
return sin(x);
}
float fcos(float x){
return cos(x);
}
float fe(float x){
return exp(x);
}
float fpf(float x){
return pow(x,2);
}
float fun(float a,float b,int n,float (*p)(float x)){
float i;
float h=(b-a)/n;
float s=0;
for(i=a;i<b;i+=h){
s=s+((p(i)+p(i+h))*h)/2;//梯形法求面积
}
return s;
}


声明:本页内容来源网络,仅供用户参考;我单位不保证亦不表示资料全面及准确无误,也不保证亦不表示这些资料为最新信息,如因任何原因,本网内容或者用户因倚赖本网内容造成任何损失或损害,我单位将不会负任何法律责任。如涉及版权问题,请提交至online#300.cn邮箱联系删除。

相关文章