求积公式英文解释翻译、求积公式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 quadrature formula
分词翻译:
求的英语翻译:
beg; entreat; request; seek; try
积的英语翻译:
accumulate; amass; long-standing; product; store up
【医】 product
公式的英语翻译:
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
专业解析
"求积公式"在数学领域,特别是在数值分析中,是一个核心概念。其对应的英文术语是Quadrature Formula。
详细解释:
-
基本定义:
- 中文角度:"求积公式"指用于近似计算定积分值的一类数值方法或公式。其目标是通过有限个函数值的加权和来逼近积分 (int_a^b f(x) , dx) 的结果。
- 英文角度:Aquadrature formula is a numerical method designed toapproximate the definite integral of a function. It typically expresses the integral as a weighted sum of function values evaluated at specific points (nodes) within the integration interval ([a, b])。其一般形式可表示为:
$$
inta^b f(x) , dx approx sum{i=0}^n w_i f(x_i)
$$
其中:
- (x_i) 称为求积节点 (quadrature nodes),是区间 ([a, b]) 内预先选定的点。
- (w_i) 称为求积系数 (quadrature weights),是与节点 (x_i) 对应的权重系数。
- (n) 通常代表使用的节点数量或公式的阶数。
-
核心目的与应用:
- 近似计算: 当被积函数 (f(x)) 的原函数难以求得(如函数由实验数据给出),或者积分无法用解析方法精确计算时,求积公式提供了一种有效的数值计算途径。
- 理论基础: 求积公式的构造通常基于插值多项式。例如,用插值多项式 (P_n(x)) 代替被积函数 (f(x)),然后对多项式进行精确积分得到近似公式。其误差分析依赖于插值多项式的余项。
- 常见类型: 根据节点选择方式的不同,求积公式主要分为两大类:
- Newton-Cotes 公式: 节点在积分区间 ([a, b]) 上等距分布。常见的有:
- 梯形公式 (Trapezoidal Rule):使用两个端点节点。
- 辛普森公式 (Simpson's Rule):使用两个端点和一个中点节点。
- Gauss 求积公式: 节点在积分区间 ([a, b]) 上非等距分布,通过选择特定的节点位置(Legendre多项式的零点)和对应的权重,使得公式具有最高的代数精度(对于不超过 (2n+1) 次的多项式能精确积分)。这是精度最高的常用求积公式。
-
关键术语对应:
- 求积公式 = Quadrature Formula
- 数值积分 = Numerical Integration (这是求积公式所属的更广泛领域)
- 求积节点 = Quadrature Nodes / Abscissas
- 求积系数 = Quadrature Weights
- 代数精度 = Degree of Precision / Algebraic Degree
- 梯形公式 = Trapezoidal Rule
- 辛普森公式 = Simpson's Rule
- 高斯求积公式 = Gaussian Quadrature
权威性参考来源:
- 全国科学技术名词审定委员会 (CNTERM): 该机构负责审定和发布中国各学科领域的规范科技名词。"求积公式"、"数值积分"、"高斯求积"等术语均为其审定的规范名词。其发布的《数学名词》等出版物是权威来源。
- 中国数学会 (CMS): 作为中国数学界的权威学术组织,其官方网站和出版物(如《数学学报》等期刊)是数学术语和概念的重要参考来源。数值分析是数学会关注的重要分支领域。
- 知名高校数学系教材: 如高等教育出版社出版的《数值分析》或《数值计算方法》教材(作者如李庆扬、王能超、易大义等),对"求积公式"有系统、严谨的定义和阐述。这些教材被广泛采用,具有很高的学术权威性。
- 专业数学数据库与百科: 如"中国大百科全书"数学卷或权威学术数据库(如CNKI Scholar中的核心期刊论文)中关于"数值积分"或"求积公式"的词条或论述,通常基于规范名词和严谨的数学定义。
网络扩展解释
“求积公式”是数值分析中的术语,指通过有限个离散点处的函数值近似计算定积分的一类方法,常用于解析解难以求出或计算复杂的积分问题。以下是其核心要点:
1.基本思想
求积公式将定积分 $int_a^b f(x)dx$ 近似表示为:
$$
inta^b f(x)dx approx sum{i=1}^n A_i f(x_i)
$$
其中:
- 节点($x_i$):积分区间 $[a,b]$ 内选取的采样点;
- 权系数($A_i$):对应节点的权重,通常通过多项式插值或正交性条件确定。
2.常见类型
3.特点与选择
- 代数精度:高斯公式的代数精度为 $2n-1$($n$ 为节点数),高于牛顿-柯特斯公式的 $n-1$;
- 适用场景:
- 牛顿-柯特斯适合简单、低精度需求;
- 高斯公式适合高精度或振荡函数积分;
- 自适应求积用于被积函数变化剧烈的区域。
4.扩展应用
- 多重积分:通过张量积推广到高维;
- 奇异积分:调整权函数处理端点发散问题;
- 蒙特卡洛积分:随机采样求积,适用于超高维积分。
若需具体公式推导或应用示例,可进一步说明场景,我将补充细节。
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