☰ Mundarija · Matematika

Integral tatbiqlari va taqribiy integrallash

Darslar 25–26 · 2 ta dars · M. A. Mirzaahmedov, Sh. N. Ismailov, A. Q. Amanov (algebra va analiz asoslari), B. Q. Xaydarov (geometriya). Matematika 11-sinf, 1- va 2-qismlar, 1-nashr. «ZAMIN NASHR» MChJ, Toshkent, 2018
26

Taqribiy integrallash

Darslik, 2-qism: 10–12-betlar
MaqsadTo‘g‘ri to‘rtburchaklar va trapetsiyalar formulalari bilan aniq integralni taqribiy hisoblashni o‘rganish.
Yangi so‘zlar
taqribiy integrallash · approximate integrationbo‘linish qadami · step sizeto‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi · rectangle ruletrapetsiyalar formulasi · trapezoid rule
Tushuntirish

Ko‘p funksiyalarning boshlang‘ich funksiyasini elementar ko‘rinishda yozib bo‘lmaydi, shuning uchun aniq integralni taqribiy hisoblaymiz. [a; b] kesmani n ta teng bo‘lakka bo‘lamiz: h = (b − a)/n, bo‘linish nuqtalari xₖ = a + kh. Chap to‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi: ∫ₐᵇ f dx ≈ h · (y₀ + y₁ + … + yₙ₋₁), o‘ng to‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi: h · (y₁ + … + yₙ), bu yerda yₖ = f(xₖ). O‘rta nuqtalar formulasida har bir bo‘lakning o‘rtasidagi qiymat olinadi. Trapetsiyalar formulasi: ∫ₐᵇ f dx ≈ h · (y₀/2 + y₁ + … + yₙ₋₁ + yₙ/2); u chap va o‘ng yig‘indilarning o‘rtachasiga teng. O‘suvchi funksiya uchun chap yig‘indi kam, o‘ng yig‘indi ko‘p baholaydi; n qancha katta bo‘lsa, aniqlik shuncha yuqori.

Namunalar
∫₀¹ x² dx ni n = 4 da baholaymiz: h = 0,25, y = 0; 0,0625; 0,25; 0,5625; 1. Chap: 0,25 · 0,875 = 0,21875; o‘ng: 0,25 · 1,875 = 0,46875; trapetsiya: o‘rtachasi 0,34375. Aniq qiymat 1/3 ≈ 0,3333, ya’ni trapetsiya xatosi taxminan 0,01.
∫₀² x³ dx (aniq 4) ni trapetsiya formulasi bilan n = 4 da hisoblaymiz: h = 0,5; y = 0; 0,125; 1; 3,375; 8. Yig‘indi: 0/2 + 0,125 + 1 + 3,375 + 8/2 = 8,5; natija 0,5 · 8,5 = 4,25. Funksiya qavariq (pastga bukilgan), shuning uchun trapetsiyalar integralni biroz ortiq baholadi.
Sinfda faoliyat

«Jadvaldan integral»: tezlik o‘lchovlari berilgan: t = 0, 1, 2, 3, 4 s da v = 0; 3; 5; 6; 6 m/s. Trapetsiyalar formulasi bilan 4 sekundda o‘tilgan yo‘lni (∫v dt) toping va uni to‘g‘ri to‘rtburchaklar natijasi bilan solishtiring.

Mashq
1
∫₀² x² dx ni n = 2 da chap to‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi bilan toping.
2
∫₀² x² dx ni n = 2 da trapetsiyalar formulasi bilan toping.
3
∫₀³ x dx ni n = 3 da o‘ng to‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi bilan toping.
4
O‘suvchi funksiya uchun chap yig‘indi nima uchun integraldan kichik chiqadi?