3.6. Приближенное вычисление определенного интеграла

На практике довольно часто найти точное значение определенного интеграла не удается. Например, в элементарных функциях не выражаются интегралы:

  и т.д.

В этих случаях используются приближенные методы, такие как квадратурные формулы прямоугольников, трапеций, Симпсона и другие. Рассмотрим подробнее формулу Симпсона (формулу парабол)

,

где  – четное число, . Погрешность этой формулы

,

где  – наибольшее значение модуля четвертой производной интегрируемой функции  на отрезке .

Пример 3.18. Вычислить приближенное значение определенного интеграла

с помощью формулы Симпсона, разбив отрезок интегрирования на 10 частей. Все вычисления производить с округлением до третьего десятичного знака.

Решение. Разбив отрезок  на 10 частей вычислим значения подынтегральной функции в точках разбиения

,

вычисления удобно производить в таблице (табл. 3.1).

Таблица 3.1 Вычисление интеграла из примера 3.18

0

0

0

1

1

1

0,1

0,001

1,004

1,002

2

0,2

0,008

1,032

1,017

3

0,3

0,027

1,108

1,053

4

0,4

0,064

1,256

1,121

5

0,5

0,125

1,500

1,225

6

0,6

0,216

1,864

1,365

7

0,7

0,343

2,372

1,540

8

0,8

0,512

3,048

1,746

9

0,9

0,729

3,916

1,979

10

1

1

5

2,236

Используя данные табл. 3.1, получаем

;

;

.

Подставив полученные значения в формулу Симпсона при , получим

.