用矩形法(梯形法)求定積分
阿新 • • 發佈:2019-01-24
分析:
高中的時候,我們學習過,可以通過矩形法或者矩形法來求定積分。
思路就是將積分割槽間劃分成n等份,然後將這n等份近似看成矩形(或梯形),然後對所有的矩形(或梯形)的面積進行求和。
簡單的例子:
求函式X^2在的定積分
矩形法:
#include<iostream> #include<math.h> using namespace std; int main(){ float fun(float x); float a,b; cout<<"請輸入函式X^2的定積分的下限a和上限b:"; cin>>a>>b; int n=50;//將區間劃分成50份 float h=(b-a)/n;//h是每個區間分大小 float s=0;//s是矩形的面積的和 float i=0; for(i=a;i<b;i+=h){ s=s+fun(i)*h; } cout<<"\n結果是:"<<s<<endl; cout<<endl; } float fun(float x){ return pow(x,2); }
梯形法:
#include<iostream> #include<math.h> using namespace std; int main(){ float fun(float x); float a,b; cout<<"請輸入函式X^2的定積分的下限a和上限b:"; cin>>a>>b; int n=50;//將區間劃分成50份 float h=(b-a)/n;//h是每個區間分大小 float s=0;//s是矩形的面積的和 float i=0; for(i=a;i<b;i+=h){ s=s+((fun(i)+fun(i+h))*h)/2; } cout<<"\n結果是:"<<s<<endl; cout<<endl; } float fun(float x){ return pow(x,2); }
一個較複雜的例子
寫一個通用函式,用來求sinx 、 cosx 、 e^x 、 x^2 的定積分
分析:fun為用來求定積分的通用函式,呼叫fun函式的時候,需要將積分的上限,下限,區間劃分的份數以及被積函式的指標傳遞過來。
矩形法:
#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<<"請輸入求正弦函式定積分的上限a和下限b:"; cin>>a[0]>>b[0]; r[0]=fun(a[0],b[0],50,fsin); cout<<"\n結果是:"<<r[0]<<endl; cout<<"\n請輸入求餘弦函式定積分的上限a和下限b:"; cin>>a[1]>>b[1]; r[1]=fun(a[1],b[1],50,fcos); cout<<"\n結果是:"<<r[1]<<endl; cout<<"\n請輸入求以e為底的指數函式定積分的上限a和下限b:"; cin>>a[2]>>b[2]; r[2]=fun(a[2],b[2],50,fe); cout<<"\n結果是:"<<r[2]<<endl; cout<<"\n請輸入求X^2函式定積分的上限a和下限b:"; cin>>a[3]>>b[3]; r[3]=fun(a[3],b[3],50,fpf); cout<<"\n結果是:"<<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;//利用了矩形求面積的公式 } return s; }
梯形法:
#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<<"請輸入求正弦函式定積分的上限a和下限b:";
cin>>a[0]>>b[0];
r[0]=fun(a[0],b[0],50,fsin);
cout<<"\n結果是:"<<r[0]<<endl;
cout<<"\n請輸入求餘弦函式定積分的上限a和下限b:";
cin>>a[1]>>b[1];
r[1]=fun(a[1],b[1],50,fcos);
cout<<"\n結果是:"<<r[1]<<endl;
cout<<"\n請輸入求以e為底的指數函式定積分的上限a和下限b:";
cin>>a[2]>>b[2];
r[2]=fun(a[2],b[2],50,fe);
cout<<"\n結果是:"<<r[2]<<endl;
cout<<"\n請輸入求X^2函式定積分的上限a和下限b:";
cin>>a[3]>>b[3];
r[3]=fun(a[3],b[3],50,fpf);
cout<<"\n結果是:"<<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;//梯形法求面積
}
return s;
}