Քառակուսացման բանաձևերի ցանկ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Քառակուսացման բանաձևերի ցանկ- տարբեր քառակուսացման բանաձևերի ցանկը՝ թվային ինտեգրման համար։

Նշանակումը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թվային ինտեգրման բանաձևը ընդհանուր տեսքը հետևյալն է․

,
  • -ինտեգրվող ֆունկցիան
  • -ինտեգրվող մեծությունը
  • - վարպետ-տարր կոորդինատային համակարգը
  • Յակոբիի մատրիցա՝ վարպետ-տարրի անցնելու համար։

Ինտեգրալի ադիտիվության հիման վրա, որպես ինտեգրման տիրույթ քննարկվում են պարզ տիրույթներ (եռանկյուն, քառանկյուն, հնգանկյուն)։ Բարդ երկրաչափության դեպքում՝ տիրույթը ներկայացվում է որպես պարզ տիրույթների միություն և հաշվվում են ինտեգրալները ըստ այդ տիրույթների։

Բնական կոորդինատները ներկայացվում են փոփոխականներով, իսկ վարպետ-տարրի նշանակման համար՝ ։

Միաչափ ինտեգրալ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թվային ինտեգրում ֆունկցիայի/վարպետ-տարրի հիման վրա՝ գաուսի- 2 մեթոդով

Միաչափ ինտեգրումը, դա հատվածով ինտեգրումն է։

  • Ինտեգրման տիրույթը հատվածն է․
  • Կառուցման տարրը հատվածն է
  • Անցում վարպետ-տարրին՝ ;
  • Անցում վարպետ-տարրից՝ ;
  • Յակոբիի ինտեգրալ՝ .
Համար Կետերի քանակ Ինտեգրման կարգը Լրացուցիչ
1 1 1 Ուղղանկյունների մեթոդ
2 2 1 Սեղանների մեթոդ
3 2 3 Գաուսի մեթոդ-2
4 3 3 Սիմպսոնի մեթոդ
5 3 5 Գաուսի մեթոդ-3
6 4 7 Գաուսի մեթոդ-4
7 5 9 Գաուսի մեթոդ-5

Երկչափ ինտեգրալ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քառակուսի կառուցման տարր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քառակուսի վարպետ-տարր 12 կետային բանաձևով
  • Ինտեգրման տիրույթը՝ ուղղանկյուն
  • Վարպետ-տարրը՝ քառակուսի
  • Վարպետ-տարրի անցումը․
;
  • Վարպետ-տարրից անցումը․
;
  • Յակոբիան․ .

Քառակուսով ինտեգրելու բանաձևերից շատերը կարելի է ստանալ, հատվածներով ինտեգրելու բանաձևերի կոմբինացիաներով։ Այդ մեթոդների օրինակներ են հանդիսանում ուղղնկյան, սեղանի և գաուսի -2 մեթոդները։

Համար Կետերի քանակը Ինտեգրման կարգը Լրացուցիչ
1 1 1 Ուղղանկյունների մեթոդ (միջինի մեթոդ)
2 4 1 Սեղանի մեթոդ
3 4 3 Գաուսի մեթոդ 2
4 12 7

Հանգույցների քանակը նվազագույնն է[1]։

Եռանկյուն կառուցման տարր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Եռանկյուն վարպետ-տարր Գաուսի-4 կետերով
  • Ինտեգրման տիրույթը եռանկյուն է կառուցված գագաթներով ․
  • Վարպետ-տարրը եռանկյուն է կառուցված գագաթներով .

Վարպետ-տարրին անցնելու համար օգտագործվում է բարոցենտրական կոորդինատները (L-կոորդինատներ), նշանակենք դրանք՝ .

L-կոորդինատների գործակիցները հաշվելու համար օգտագործվում է մատրիցը՝

Գործակիցների -ին հետ անցման մատրիցը է։

  • Վարպետ-տարրին անցումը՝
  • Վարպետ-տարրրից անցումը՝
  • Յակոբիան՝ .
Համար Կետերի քանակ Ինտեգրման կարգը Լրացուցիչ
1 1 1 Միջինի մեթոդ
2 3 1 -
2 3 2 Գաուսի մեթոդ-3
4 4 3 Գաուսի մեթոդ 4
5 7 3 Նյուտոն-կոտեսի մեթոդ(անգլ.՝ Newton-Cotes)

Եռաչափ ինտեգրալ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Խորանարդային կառուցման տարր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Խորանարդային վարպետ-տարր 14 կետային բանաձևով
  • Ինտեգրման տիրույթը զուգահեռանիստն է․
  • Վարպետ-տարրը խորանարդն է․
  • Անցում վարպետ-տարրին՝
  • Անցում վարպետ-տարրից՝
;
;
  • Յակոբիան՝ .
Համար Կետերի քանակ Ինտեգրման կարգ Լրացուցիչ
1 1 1 Ուղղանկյունների մեթոդ (միջինի մեթոդ)
2 8 3 Գաուսի մեթոդ-2
3 14 5 Ապրոքսիմացիայի 5-րդ կարգի բանաձևերի դասում պարունակող հանգույցների քանակ[2]։

Քանի որ բարձր կարգի ինտեգրալները մեծ քանակով կետեր են պարունակում ՝ դրանք կդիտարկենք առանձին։

  • Կարգ 7, կետերի քանակը 34․
Կետի համար Լրացուցիչ
1 ,

,,

,,

,

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

Քառանիստ վարպետ տարր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քառանիստ վարպետ-տարր Գաուսի-11 կետերով
  • Ինտեգրման տիրույթը՝ քառանիստ է գագաթներով։
  • Վարպետ-տարրը՝ քառաննիստ է գագաթներով։

Եռանկայն նման այստեղ էլ վարպետ-տարրին անցնելու համար օգտվում են քառանիստի L-կոորդինատից, որոնց կնշանակենք :

Գործակիցների մատրիցան որոշվում է որպես , որտեղ

  • Անցում վարպետ-տարրի՝
  • Վարպետ-տարրից անցում՝
  • Յակոբիան՝ .
Համար Կետերի քանակ Ինտեգրման կարգ Լրացուցիչ
1 1 1 Միջինի մեթոդ
2 4 3 Գաուսի մեթոդ-4
3 11 4 Գաուսի մեթոդ-11

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Мысовских И. П. Интерполяционные кубатурные формулы. — Москва: Наука, 1981. — С. 336.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • «Numerical Integration over the Triangular Domain» (անգլերեն) — Интегрирование по треугольному элементу. Արխիվացված է օրիգինալից 2014 թ․ հուլիսի 14-ին. Վերցված է 2014 թ․ հունիսի 12-ին.
  • «Numerical Integration over the Tetrahedral Domain» (անգլերեն) — Интегрирование по тетраэдальному элементу. Արխիվացված է օրիգինալից 2014 թ․ հուլիսի 14-ին. Վերցված է 2014 թ․ հունիսի 12-ին.