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INTEGRACIÓN NUMÉRICA CON
PUNTOS DE BASE EQUIDISTANTE
Diana Lizbeth Buenfil León
Jessica Sharlin Landeros Juárez
Ricardo José Lara Castellanos
Nayla Berenice Muñoz Euan
Daniela PérezYáñez
CUADRATURA DE GAUSS
Introducción
Cuadratura de gauss con dos
puntos
CUADRATURA GAUSSIANA
 Los siguientes gráficos muestran como
se integra usando el trapezoide uniendo
el punto A de coordenadas (a,f(a)) con
el punto B de coordenadas (b,f(b)) con
h=(b-a)
Deducción de la técnica Gaussiana
 Consideremos la figura a seguir donde se desea
encontrar la integral de la función mostrada entre
los limites -1 y 1 si los limites fueran diferentes se
hace un cambio de variable con la finalidad de
pasar a -1 y +1 , los puntos C y D se seleccionan
sobre la curva y se forma el trapezoide , E,F, G y H .
“Polinomios de Legendre”
 Es un conjunto {P0(x), P1(x),...,Pn (x),... }
que tienen las siguientes propiedades:
 Debemos decir que todos estos
polinomios tienen raíces distintas y se
encuentran en el intervalo [-1,1] y se
ubican simétricamente con respecto al
origen y lo mas importante son los nodos
que se utilizan para resolver nuestro
problema.
 Debemos tener en cuenta los nodos
que son necesarios para generar una
formula de integración numérica que
sea exacta en los polinomios de grado
menor o igual a 2n-1 son las raíces del
polinomio de Legendre de grado n. En
donde los coeficientes apropiados para
evaluar las funciones en cada nodo son
dado de la siguiente manera:
Para la comodidad debemos decir que tanto las raíces de los
polinomios de Legendre como los coeficientes se encuentran
tabulados.
EJEMPLO
Instrumentación computacional
de la Cuadratura de Gauss
Instrumentación
computacional de la
cuadratura de Gauss.
function s= cgauss(f,
a, b)
t1= -(b-
a)/2*1/sqrt(3)+(b+a)/2;
t2= (b-
a)/2*1/sqrt(3)+(b+a)/2;
s = (b-
a)/2*(f(t1)+f(t2));
Para mejorar la precisión de esta fórmula se la
puede aplicar mas de una vez dividiendo el
intervalo de integración en sub-intervalos.
Ejemplo: use la función cgauss
para calcular
>> syms x
>> f=x*exp (x)
>> s=cgauss
(inline(f),1,2)
s = 7.3832
Ejemplo: aplique dos veces la
cuadratura de Gauss en el
ejemplo anterior.
En cada sub-intervalo se le aplica la
fórmula de la Cuadratura de Gauss:
>> syms x
>> f= x*exp (x);
>> s= cgauss(inline(f),1,1.5)+
cgauss(inline(f),1,1.5,2)
s = 7.3886
Se puede dividir el intervalo en más
sub-intervalos para obtener mayor
precisión.
Instrumentación extendida de
la Cuadratura de Gauss
function t=cgaussm(f, a, b, m)
h=(b-a)/m;
t=0;
x=a;
for i=1:m
a=x+(i-1)*h;
b=x+i*h;
s=cgauss(f,a,b);
t=t+s;
end
m es la cantidad de sub-intervalos
Ejemplo: aplicar sucesivamente la
Cuadratura de Gauss incrementando el
número de sub-intervalos, hasta que la
respuesta tenga 4 decimales exactos.
>> syms x
>> f=x*exp (x);
>> s=cgaussm
(inline(f), 1,2,1)
s=
7.3833
>>
s=cgaussm(inline(f),
1,2,2)
s=
7.3887
>> s=cgaussm(inline(f),
1,2,3)
s=
7.3890
>> s=cgaussm(inline(f),
1,2,4)
s=
7.3890En el último calculo se han usado 4
sub-intervalos. El valor obtenido
tiene 4 decimales fijos. Para
obtener fórmulas de cuadratura de
Gauss con más puntos no es
practico usar el método de
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 http://es.slideshare.net/KikePrieto1/an-23-
integracionnumericasegundaparte#

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Cuadratura gaussiana-deducción

  • 1. INTEGRACIÓN NUMÉRICA CON PUNTOS DE BASE EQUIDISTANTE Diana Lizbeth Buenfil León Jessica Sharlin Landeros Juárez Ricardo José Lara Castellanos Nayla Berenice Muñoz Euan Daniela PérezYáñez
  • 3.
  • 4. Cuadratura de gauss con dos puntos
  • 5.
  • 6.
  • 8.  Los siguientes gráficos muestran como se integra usando el trapezoide uniendo el punto A de coordenadas (a,f(a)) con el punto B de coordenadas (b,f(b)) con h=(b-a)
  • 9. Deducción de la técnica Gaussiana  Consideremos la figura a seguir donde se desea encontrar la integral de la función mostrada entre los limites -1 y 1 si los limites fueran diferentes se hace un cambio de variable con la finalidad de pasar a -1 y +1 , los puntos C y D se seleccionan sobre la curva y se forma el trapezoide , E,F, G y H .
  • 10. “Polinomios de Legendre”  Es un conjunto {P0(x), P1(x),...,Pn (x),... } que tienen las siguientes propiedades:
  • 11.  Debemos decir que todos estos polinomios tienen raíces distintas y se encuentran en el intervalo [-1,1] y se ubican simétricamente con respecto al origen y lo mas importante son los nodos que se utilizan para resolver nuestro problema.
  • 12.  Debemos tener en cuenta los nodos que son necesarios para generar una formula de integración numérica que sea exacta en los polinomios de grado menor o igual a 2n-1 son las raíces del polinomio de Legendre de grado n. En donde los coeficientes apropiados para evaluar las funciones en cada nodo son dado de la siguiente manera:
  • 13. Para la comodidad debemos decir que tanto las raíces de los polinomios de Legendre como los coeficientes se encuentran tabulados.
  • 15.
  • 16.
  • 18. Instrumentación computacional de la cuadratura de Gauss. function s= cgauss(f, a, b) t1= -(b- a)/2*1/sqrt(3)+(b+a)/2; t2= (b- a)/2*1/sqrt(3)+(b+a)/2; s = (b- a)/2*(f(t1)+f(t2));
  • 19. Para mejorar la precisión de esta fórmula se la puede aplicar mas de una vez dividiendo el intervalo de integración en sub-intervalos. Ejemplo: use la función cgauss para calcular >> syms x >> f=x*exp (x) >> s=cgauss (inline(f),1,2) s = 7.3832
  • 20. Ejemplo: aplique dos veces la cuadratura de Gauss en el ejemplo anterior. En cada sub-intervalo se le aplica la fórmula de la Cuadratura de Gauss: >> syms x >> f= x*exp (x); >> s= cgauss(inline(f),1,1.5)+ cgauss(inline(f),1,1.5,2) s = 7.3886 Se puede dividir el intervalo en más sub-intervalos para obtener mayor precisión.
  • 21. Instrumentación extendida de la Cuadratura de Gauss
  • 22. function t=cgaussm(f, a, b, m) h=(b-a)/m; t=0; x=a; for i=1:m a=x+(i-1)*h; b=x+i*h; s=cgauss(f,a,b); t=t+s; end m es la cantidad de sub-intervalos
  • 23. Ejemplo: aplicar sucesivamente la Cuadratura de Gauss incrementando el número de sub-intervalos, hasta que la respuesta tenga 4 decimales exactos. >> syms x >> f=x*exp (x); >> s=cgaussm (inline(f), 1,2,1) s= 7.3833 >> s=cgaussm(inline(f), 1,2,2) s= 7.3887 >> s=cgaussm(inline(f), 1,2,3) s= 7.3890 >> s=cgaussm(inline(f), 1,2,4) s= 7.3890En el último calculo se han usado 4 sub-intervalos. El valor obtenido tiene 4 decimales fijos. Para obtener fórmulas de cuadratura de Gauss con más puntos no es practico usar el método de