Правило Рунге

Схема Эйткина

Двойной пересчет

Выбор шага интегрирования по эмпирическим схемам

В связи с тем, что вычисления максимального значения по абсолютной величине k-ой производной приводят к громоздкости расчетов, на практике прибегают к искусственным приемам достижения заданной точности. А именно, определенный интеграл вычисляют по какой-либо квадратурной формуле дважды с шагом h и h/2, что удваивает число n.

Определяют:

если | InI2n | < e , то I = I2n ;

если | InI2n | > e , то берут шаг h/4; (25)

если | I2nI4n | < e , то I = I4n .

В качестве начального шага h можно рекомендовать h = , где m=2 для формул среднего и трапеций, m=4 – для Симпсона.

На практике для повышения точности численного интегрирования широко используется схема Эйткина. Рассмотрим ее смысл.

Расчет проводиться три раза с h1, h2, h3, при этом соотношение между ними . Получают три значения I1, I2, I3.

Производится уточнение по эмпирической формуле:

. (26)

Порядок точности r =.

 

Это наиболее популярное практическое правило, разработанное в предположении, что f(x) Î C4[a, b] для квадратурных формул прямоугольников и трапеций, f(x) Î C6[a, b] – для формулы Симпсона. В этом случае можно показать, что погрешности R(h, f) имеют следующие представления при h ® 0:

; (27)

;

.

Суть его также состоит в том, чтобы, организовав вычисления двух значений интеграла по двум семействам узлов, сравнивают результаты вычислений с оценкой погрешности. Объединив (27) можно получить рабочую формулу:

;(28)

где k = 2, m = 2 – для прямоугольников и трапеций;

k = 4, m = 2 – для формулы Симпсона.