Arealer som summer Numerisk integration

Relaterede dokumenter
lineær regression er en metode man bruger for at finde den mindste afstand mellem bestemte punkter ved at bruge denne formel: a= n i=1 i=1

Mujtaba og Farid Integralregning

Oversigt [S] 5.2, 5.4, 12.1

Bedste rette linje ved mindste kvadraters metode

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0

Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau 2017

Oversigt [S] 5.2, 5.4, 12.1

Arealer under grafer

Eksempel på funktion af 2 variable, som har egentligt lokalt minimum på enhver ret linje gennem origo, men som ikke har lokalt minimum i origo!

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 16

qwertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqw ertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwert yuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyui Polynomier opåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyuiopå

Læringsprogram. Numeriske metoder. Matematik A Programmering C Studieområdet. Roskilde Tekniske Gymnasium Klasse 3.4

Forslag til løsning af Opgaver til afsnittet om de naturlige tal (side 80)

Matematik B-niveau STX 7. december 2012 Delprøve 1

2 Erik Vestergaard

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2019 ny ordning

MATEMATIK B. Videooversigt

Undervisningsbeskrivelse

Projekt 4.9 Bernouillis differentialligning

DesignMat Uge 8 Integration og elementære funktioner

Ang. skriftlig matematik B på hf

Funktioner. 3. del Karsten Juul

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 17

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 13

Undervisningsbeskrivelse

Kapitel , altså 360. Hvad er matematik? 1 ISBN

Noter til Computerstøttet Beregning Taylors formel

Matematik A STX december 2016 vejl. løsning Gratis anvendelse - læs betingelser!

Matematik B STX 18. maj 2017 Vejledende løsning De første 6 opgaver løses uden hjælpemidler

Øvelse 1 (mennesker) fælles

Numerisk differentiation og integration med Python

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Taylorpolynomier. Preben Alsholm. 17. april Taylorpolynomier. Funktion af ere variable. Preben Alsholm. Taylorpolynomier

Taylor s approksimationsformler for funktioner af én variabel

Svar på sommeropgave (2019)

Taylor s approksimationsformler for funktioner af én variabel

Matematik B STX 18. maj 2017 Vejledende løsning De første 6 opgaver løses uden hjælpemidler

Analytisk geometri. Et simpelt eksempel på dette er en ret linje. Som bekendt kan en ret linje skrives på formen

Skriv punkternes koordinater i regnearket, og brug værktøjet To variabel regressionsanalyse.

Grafværktøjer til GeoMeter Grafværktøjer Hjælp Grafværktøjer.gsp Grafværktøjer

qwertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqw ertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwert yuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyui opåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyuiopå

Formler, ligninger, funktioner og grafer

Matematik A STX 18. maj 2017 Vejledende løsning De første 6 opgaver løses uden hjælpemidler

Opgave 1 - Lineær Funktioner. Opgave 2 - Funktioner. Opgave 3 - Tredjegradsligning

Eksaminationsgrundlag for selvstuderende Skolens eksaminationsgrundlag:

Projekt: Logistisk vækst med/uden høst

Projekt 1.4 Tagrendeproblemet en instruktiv øvelse i modellering med IT.

Læringsprogram. - Numeriske metoder. Lavet af: Benjamin Løv Timmermann, Nicklas Nygaard Larsen og Kim Clemensen Holdt 3.4 Roskilde Tekniske Gymnasium

Lokalt ekstremum DiploMat 01905

Undervisningsbeskrivelse

π er irrationel Frank Nasser 10. december 2011

Eksamen maj 2019, Matematik 1, DTU

Undervisningsbeskrivelse

Opgaver med tegning af hyperbler (2D) og hyperboloide (3D) OPG 1: tegne hyperbel (ligning) i GeoGebra Hyperblen består af 2 grene i planen (2D).

Graph brugermanual til matematik C

Numerisk. differentiation. Erik Vestergaard

Førsteordens lineære differentialligninger

Differentialregning. Ib Michelsen

Københavns Universitet, Det naturvidenskabelige Fakultet. Afleveringsopgave 1

Eksamensspørgsmål: Eksponentiel vækst

Matematik og samfundsfag Gini-koefficienten

Taylorpolynomier og Taylors sætning

Løsninger til matematik B-niveau HF maj 2016 April 2017

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2016

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2017

Praktiske Maple Ting. - Hvis du skal indsætte kvadratroden, et integrale, lambda, osv. Så skriv eks. Sqrt, int, eller lambda, tryk escape og du kan

Undervisningsbeskrivelse

Sådan bruges skydere til at undersøge funktioner, tangenter og integraler

Løsninger til øvelser i kapitel 1

Undervisningsbeskrivelse

Matematik A-niveau Delprøve 1

Iterativ beregning af Rodapproximationer.

Matematik B. Anders Jørgensen

Undervisningsbeskrivelse

Tema. Model og modelkontrol ( Fx. en normalfordelt obs. række m. kendt varians) Estimation af parametre. Fordeling. Hypotese og test. Teststørrelse.

Undervisningsbeskrivelse

1 monotoni & funktionsanalyse

Formler & algebra - Fase 2 Omskriv & beregn med variable

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Eksaminationsgrundlag for selvstuderende

Funktioner. 1. del Karsten Juul

Undervisningsbeskrivelse

MATEMATIK A-NIVEAU. Anders Jørgensen & Mark Kddafi. Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012

Kapitel 8. Hvad er matematik? 1 ISBN Øvelse 8.2

Faglig årsplan Skolerne i Oure Sport & Performance. Emne Tema Materialer. Læringsmål Faglige aktiviteter. Evaluering.

gudmandsen.net 1 Parablen 1.1 Grundlæggende forhold y = ax 2 bx c eksempelvis: y = 2x 2 2x 4 y = a x 2 b x 1 c x 0 da x 1 = x og x 0 = 1

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Oversigt over gennemførte flerfaglige forløb disse hentes via hjemmesiden

Projekt 1.5: Tagrendeproblemet en modelleringsøvelse!

Projekt 2.2 Omvendt funktion og differentiation af omvendt funktion

Undervisningsbeskrivelse

Definition:... 1 Hældningskoefficient... 3 Begyndelsesværdi... 3 Formler... 4 Om E-opgaver 11a... 5

Undervisningsbeskrivelse

Udeladelse af én observation. Note til kapitlerne 4, 5 og 6

Lektion 7 Funktioner og koordinatsystemer

Transkript:

Arealer som summer Numerisk integration http://www.zweigmedia2.com/realworld/integral/numint.html Her kan ses formlerne, som er implementeret nedenfor med en effektiv kode. Antag, at funktionen er positiv, og man ønsker arealet under grafen fra til. (1)

Man kan bevise, at fejlen i de forskellige metoder er: Højresum og venstresum: fejlen går som (dvs. hvis, så er fejlen af størrelsesorden Midtsum og trapezsum: fejlen går som (dvs. hvis, så er fejlen af størrelsesorden Simpsonsum: fejlen går som (dvs. hvis, så er fejlen af størrelsesorden Det betyder, at man i praksis anvender Simpsonsum, når et bestemt integral skal beregnes tilnærmet (numerisk). Højresum (højre endepunkt i hvert interval) Formel med inddelinger:

17.76527896 (1.1)

Højresummerne giver et for stort resultat, fordi funktionen er voksende. For et meget stort antal inddelinger vil højresummen blive = arealet. (1.2) Venstresum (venstre endepunkt i hvert interval) Formel med inddelinger:

17.76527896 (2.1) Venstresummerne giver et for lille resultat, fordi funktionen er voksende. For et meget stort antal inddelinger vil venstresummen blive = arealet. (2.2) Midtsum (midtpunkt i hvert interval) Formel med inddelinger:

17.76527896 (3.1) Midtsum giver et resultat, som er tættere på arealet. Man behøver ikke så mange inddelinger som ved venstre- eller højresum. (3.2)

Trapezsum (ret linje gennem 2 nabopunkter) Formel med inddelinger: 17.76527896 (4.1)

Trapezsum giver et resultat, som er tættere på arealet. Man behøver ikke så mange inddelinger som ved venstre- eller højresum. (4.2) Simpsonsum (parabler gennem 3 nabopunkter) Antag, at er et LIGE tal. Formel med inddelinger:

17.76527896 (5.1) Simpsonsum giver et resultat, som er meget tæt på arealet. Man behøver ikke så mange inddelinger som ved midt- eller trapezsum. (5.2)

NB: Simpsonsum giver eksakt værdi på et 2. grads polynomium! Formel for Simpsonsum udtrykt ved midtsum og trapezsum Test med givet Tak til Lars-Lund-Hansen, som er kommet med dette indspark. Generelt gælder der, at Simpsonsummen kan beregnes ud fra midtsummen og trapezsummen: Tjek: (5.1.1) Det stemmer altså, når true med den givne funktion (5.1.2) (5.1.3) Det stemmer altså for alle med den givne funktion. 0 (5.1.4)

Læs nærmere om -funktionen (digamma), som anvender -funktionen (gamma): http://www.maplesoft.com/support/help/maple/view.aspx?path=psi http://www.maplesoft.com/support/help/maple/view.aspx?path=gamma Formel for Simpsonsum udtrykt ved midtsum og trapezsum Generelt bevis med vilkårligt Nu undersøges om formlen gælder for alle for en vilkårlig funktion: (5.2.1) (5.2.2) Her må man så lave lidt håndregning! Man kan lave en substitution i den anden sum. Lad være : Dvs. første og anden sum i tælleren er identiske! Derfor er formlen korrekt for alle og for enhver funktion. Formel for Simpsonsum udtrykt ved midtsum og trapezsum Bevis med Undersøge om for en vilkårlig funktion Simpson 1) Løsning af 3 ligninger med 3 ubekendte

Simpsonsum skal lave en parabel gennem 3 punkter med :. Derefter skal 2. gradspolynomiet integreres fra til : (5.3.1.1.1) (5.3.1.1.2) (5.3.1.1.3) (5.3.1.1.4)

(5.3.1.1.5) (5.3.1.1.6) 2) Løsning med polynomiel regression Lister med datapunkterne: NB: ~ gør, at funktionen virker på alle elementer i listen. (5.3.1.2.1) (5.3.1.2.2) Error, (in Statistics:-PolynomialFit) unable to store 'a' when datatype=float[8] Det kan Maple åbenbart ikke løse, når og er ukendte parametre! 3) Løsning med formel for polynomium gennem givne punkter Tak til Lars-Lund-Hansen, som er kommet med dette indspark. Læs nærmere: https://en.wikipedia. org/wiki/polynomial_interpolation#constructing_the_interpolation_polynomial

https://en.wikipedia.org/wiki/lagrange_polynomial (5.3.1.3.1) Interpolationsformlen fra WikiPedia implementeres således i Maple: NB: listerne og med datapunkterne har indeks fra 1 til 3, derfor må summationsvariablene og opdateres med 1. gør, at når man kommer til at dividere med 0, så erstattes udtrykket med faktoren 1, som er uskyldig! (5.3.1.3.2) (5.3.1.3.3)

(5.3.1.3.4) Er? (5.3.1.4.1) (5.3.1.4.2) Ja begge metoder giver samme Simpsonsum! Midtsum Midtsummen beregnes ud areal af et rektangel: 0 (5.3.1.4.3) (5.3.2.1)

Trapezsum Trapezsummen beregnes ud fra areal af et trapez: (5.3.3.1) Stemmer formlen? Sammenligning af formlerne: (5.3.4.1) (5.3.4.2) Ja, formlen stemmer! 0 (5.3.4.3)