辛普森求積公式的推導基於以下步驟:
選擇關鍵點:在積分區間[a,b]上選擇三個點,分別是區間的端點a和b,以及中點m=(a+b)/2。
構建擬合函式:使用這三個點的函式值來構建一個二次函式g(x) = Ax^2 + Bx + C,其中A、B、C是待定係數。
設定方程組:為了確定這些係數,需要使用以下三個方程:
f(a) = g(a)
f(b) = g(b)
f(m) = g(m)
解方程組:通過解這個方程組,可以得到A、B、C的值。
計算積分:使用得到的二次函式g(x)在區間[a,b]上進行積分,得到的結果即為辛普森求積公式的結果。
具體來說,設g(x) = Ax^2 + Bx + C,則根據三個點的函式值可以構建以下方程組:
f(a) = Aa^2 + Ba + C
f(b) = Ab^2 + Bb + C
f(m) = Am^2 + Bm + C
由於f(a)、f(b)、f(m)是已知的,可以通過解這個方程組來找到A、B、C的值。一旦這些值被確定,就可以使用g(x)在區間[a,b]上進行積分,得到辛普森求積公式的近似值。
這個過程可以通過具體的數學計算來完成,以便更好地理解辛普森求積公式的推導過程。