题目
简答题(共2题,20.0分)13. (10.0分)用n=4的复化梯形公式计算积分int_(1)^2(1)/(x)dx最终结果保留至小数点后第4位请输入答案
简答题(共2题,20.0分)
13. (10.0分)
用n=4的复化梯形公式计算积分$\int_{1}^{2}\frac{1}{x}dx$
最终结果保留至小数点后第4位
请输入答案
题目解答
答案
根据复化梯形公式,将区间 $[1, 2]$ 分成 $n=4$ 等份,步长 $h = \frac{2-1}{4} = 0.25$。求积节点为 $x_i = 1 + 0.25i$($i=0,1,2,3,4$)。
函数 $f(x) = \frac{1}{x}$,代入节点值:
\[
f(x_0) = f(1) = 1, \quad f(x_1) = f(1.25) = 0.8, \quad f(x_2) = f(1.5) = \frac{2}{3} \approx 0.6667,
\]
\[
f(x_3) = f(1.75) = \frac{4}{7} \approx 0.5714, \quad f(x_4) = f(2) = 0.5.
\]
复化梯形公式为:
\[
\int_{1}^{2} \frac{1}{x} \, dx \approx \frac{h}{2} \left[ f(x_0) + 2 \sum_{i=1}^{3} f(x_i) + f(x_4) \right].
\]
将数值代入:
\[
\int_{1}^{2} \frac{1}{x} \, dx \approx \frac{0.25}{2} \left[ 1 + 2(0.8 + 0.6667 + 0.5714) + 0.5 \right].
\]
计算括号内部分:
\[
1 + 2 \times (0.8 + 0.6667 + 0.5714) + 0.5 = 1 + 2 \times 2.0381 + 0.5 = 1 + 4.0762 + 0.5 = 5.5762.
\]
最终结果:
\[
\int_{1}^{2} \frac{1}{x} \, dx \approx \frac{0.25}{2} \times 5.5762 = 0.125 \times 5.5762 = 0.6970.
\]
因此,积分值约为 $0.6970$。
答案:0.6970