กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/slide/ppslide6.pdf13/02/55...
TRANSCRIPT
![Page 1: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/1.jpg)
13/02/55
1
1
บทท 6
การประมาณคาปรพนธจากดเขต
และการหาอนพนธเชงตวเลข
Numerical Method
กฎการประมาณพนทมลฐาน
ในการหาพนทมลฐานนน ถาเรารฟงกชนทปดลอมพนท เรากสามารถใชการอนทกรลเพอหา
2
คาพนทปดลอมนนได แตบางฟงกชน เราไมสามารถหาคาอนทเกรตได เชน
cos เราจะตองหาพหนามทใชประมาณคา เพอใชพหนามนนในการหาพนทแทน ซง
กจะไดพนทปดลอมโดยประมาณ นอกจากนการเขยนโปรแกรมเพออนทเกรตฟงกชนใดๆ
เปนเรองไมงาย ดงนนเราจาเปนจะตองเลยงมาคานวณคาอนทกรลเชงตวเลข
![Page 2: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/2.jpg)
13/02/55
2
กฎจดกงกลาง
3
a b
0 2
กฎจดกงกลาง
ประยกตใชผลตางสบเนองขางหนาของนวตนเพอหาสตรการคานวณคาอนทกรลเชงตวเลขของ ณ
4
จด 0, … ,
0 0, 1 0 0, 1, 2 0 1
0, 1, … , 0 1 … 1
และมสตรคาผดพลาดเปน
1
1 ! 0 1 …
เมอ อยระหวาง 0, … ,
![Page 3: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/3.jpg)
13/02/55
3
กฎจดกงกลาง
ถาใชพหนามคาคงตว โดยให 0 2 จะได
5
0 2
ถาใชพหนามดกรหนง โดยให 0 2 จะได
0 0, 1 0
ซง
0, 1 00, 1
2 02
0, 1
2 2
2
2
2
0
กฎจดกงกลาง
สมมตจด 1 ถกเลอกเหมอน 0 สตรของคาผดพลาดจะเปลยนเปน 2
6
0 1
202
2
พจน 02 เปนบวกเสมอ (รวมศนย) และไมเปลยนเครองหมาย บนชวง , จากทฤษฎ
บทคามชฌมสาหรบอนทกรล ไดวา จะม , ทวา
02
202
2
243
![Page 4: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/4.jpg)
13/02/55
4
กฎจดกงกลาง
กฎจดกงกลางพรอมดวยสตรคาผดพลาดคอ
7
2 243 เมอ ,
กฎสเหลยมคางหม
8
ป ป ใ ใ ส ป ส เลอกจดปลาย 0 และ 1 เปนจดทใชในการสรางพหนามตวประมาณผลตางสบเนอง
ไปขางหนาของนวตน
0 0, 1 0,2
2
2
![Page 5: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/5.jpg)
13/02/55
5
กฎสเหลยมคางหม
คาผดพลาดของกฎสเหลยมคางหม ไดจากการอนทเกรตพจนคาผดพลาดใน 1 เนองจาก
9
0 1 เปนฟงกชนทไมเปลยนเครองหมายในชวง ,
โดย ท.บ.คามชฌมของการอนทเกรต ไดวา , ททาให
2 2
2
3
3
2
22 3 2
123
กฎสเหลยมคางหม
กฎสเหลยมคางหม
10
2 123
สาหรบบาง ,
ถาใช 2 อนทกรลของพจนสดทายของ 2 คอ
0, 1, 2 0 1 0, 1, 2
เนองจาก 0, , พจนคาผดพลาดนไมเทากบ 0 ยกเวนแตวา
0, 1, 2 0 ดงนน อนดบของความคลาดเคลอนจงยงคงเกดจากอนทกรลของพจน
2
![Page 6: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/6.jpg)
13/02/55
6
กฎซมปสน (Simpson)
เมอประมาณฟงกชน โดยพหนามกาลงสอง โดย 0 , 1 2, 2
11
2
0 2
กฎซมปสน (Simpson)
อนทเกรต 2 ได
12
2 ,2
,2
,2
22
2 2 2
3
12
เมอลดทอนรปสมการแลว จะไดระเบยบวธการประมาณคาอนทกรลเชงตวเลข แบบซมปสน (Simpson Rule) เปน
6 4 2
![Page 7: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/7.jpg)
13/02/55
7
กฎซมปสน (Simpson)
สตรคาผดพลาด หาไดโดยการอนทกรลพจนความคลาดเคลอนของพหนามตวประมาณ
13
2 เชนเดยวกบในกรณของจดกงกลาง อนทกรลของพจนถดมาในสตรผลตางสบเนองขางหนาของนวตนมคาเปน 0 ซงแสดงวาสตรคาผดพลาดจะอยในอนดบทสงขนถดมา ซงสตรคาผดพลาดของกฎ Simpson เปน
6 4 2
4
28805
สาหรบบาง ,
Example
ตารางแสดงคาของอนทกรลเหนอชวง 1,1.2
14
2 4 11 1 2 sin
คาจรง 0.24267 0.29766 0.09531 0.29742 0.17794 0.60184 กฏจดกงกลาง 0.24200 0.29282 0.09524 0.29732 0.17824 0.60083 กฏสเหลยมคางหม 0.24400 0.30736 0.09545 0.29626 0.17735 0.60384 กฏ Simpson 0.24267 0.29766 0.09531 0.29742 0.17794 0.60184 ฏ p
![Page 8: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/8.jpg)
13/02/55
8
Example
ตารางแสดงคาของอนทกรลเหนอชวง 0,2
15
2 4 11 1 2 sin
คาจรง 2.667 6.400 1.099 2.958 1.416 6.389 กฏจดกงกลาง 2.000 2.000 1.000 2.818 1.682 5.436 กฏสเหลยมคางหม 4.000 16.000 1.333 3.326 0.909 8.389 กฏ Simpson 2.667 6.667 1.111 2.964 1.425 6.421
กฎการประมาณพนทประกอบ
ผลทไดคอนขางแมนยาเมอชวงของการอนทเกรตเปนชวงเลก กฎจดกงกลาง
และกฎสเหลยมคางหมใหคาประมาณแยลงเมอชวงกวางข น สาหรบกฎ
16
และกฎสเหลยมคางหมใหคาประมาณแยลงเมอชวงกวางขน สาหรบกฎ
Simpson แมวาจะใหจะใหคาประมาณทดกวาในชวงการประมาณทกวาง แตเมอชวงนนกวางมากข นความแมนยากลดลง
แนวคดหนงทสามารถใชในการแกปญหาการอนทกรลในชวงกวาง กคอ การ
แบงชวงของการอนทกรลเปนชวงยอย ดวยสมบตขงการอนทกรล คอ
เมอ
![Page 9: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/9.jpg)
13/02/55
9
กฎซมปสนประกอบ
สตรคาผดพลาดของซมปสนเปน
17
6 4 2
4
28805
เมอเรากาหนดให 2
และ , เราได
3 45
904
ใ 5 คาผดพลาดในสตรน คอ 5
กฎซมปสนประกอบ
พจารณาคาประมาณ 20 เมอใชกฏซมสนพรอมดวย 1
18
จากกฎซมปสนทาใหเราได 2
0
13
0 4 1 2 6.4207278
ซงคาทแทจรงกคอ 2 0 6.3890561 และเราพบวาคาผดพลาดของการคานวณสงถง 0.0316717 ซงถอวามากเกนกวาทจะรบได หากประยกตเทคนคการแบงเปนชวงยอย โดยแบง 0 2 ออกเปน 0 1 และ 1 2 และใชกฎซมปสน 2 ครง พรอมดวย 1 จะได 0,2 ออกเปน 0,1 และ 1,2 และใชกฎซมปสน 2 ครง พรอมดวย
2 จะได
20
10
21
16
0 412 1 1
61 4
32 2 6.3912102
และทาใหคาผดพลาดลดลงเปน 0.0021541
![Page 10: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/10.jpg)
13/02/55
10
กฎซมปสนประกอบ
ถาแบงชวงใหแคบลงอก และใชกฎซมปสนพรอมดวย 14
จะได
19
20
120
112
321
232
112
0 414
12
112
12 4
34 1
112
1 454
32
112
32 4
74 2 6.3891937
และมขนาดของคาผดพลาดเพยง 0.0001376
กฎซมปสนประกอบ
จากตวอยาง การสรางกฎซมปสนประกอบ สามารถสรปไดดงน
20
1. แบงชวง , ออกเปน ชวงยอย
2. ใชกฎซมปสนบนแตละคของชวงยอยตดกน โดยให และ 0 1
โดยท 0 3. บวกผลการคานวณแตละชวงยอยเขาดวยกน
![Page 11: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/11.jpg)
13/02/55
11
กฎซมปสนประกอบ
21
1 2
0 2 1 3 4 2 2 2 1 2
กฎซมปสนประกอบ
∑ 2
2 1
/21
5
22
∑3 2 2 4 2 1 2
5
904/2
1
สาหรบบาง 2 2, 2 ตราบเทาท 4 , ลดทอนรป จะสตรของกฎ Simpson ประกอบจะเปน
3 0 2 2
2 1
1
4 2 1
/2
1
5
904
/2
1
![Page 12: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/12.jpg)
13/02/55
12
กฎซมปสนประกอบ
คาผดพลาดของการประมาณนคอ /
23
5
904
/2
1
เมอ 2 2 2 เมอ 1,2, … ,2
ถา 4 , แลว โดยทฤษฎบทคาสดขด จะไดวา 4 บรรลคาสงสดและตาสดในชวง , เนองจาก
min,
4 4 max,
4
กฎซมปสนประกอบ
เมอรวมทกๆ 1,2,… ,2
จะได /2
24
2min
,4 4
/2
12max
,4
min,
4 2 4
/2
1
max,
4
เนองจากพจนกลางอยระหวางคาของ 4 โดยทฤษฎบทคาระหวางกลาง จะไดวา , ททาให
4 2 4
/2
1
24 4
/2
1
![Page 13: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/13.jpg)
13/02/55
13
กฎซมปสนประกอบ
เนองจาก สตรผดพลาดลดรปเปน
25
5
904
/2
1
5
90 24
4
1804
กฎ Simpson ประกอบสาหรบ ชวงยอยของ , พรอมดวยคาผดพลาดคอ
2 2
2 1
4 2 1
/24
4 3 2 21
4 2 11
180
สาหรบ ,
กฎสเหลยมคางหมประกอบ
y
26
x o 0 2 1 1 1
ให 2 1 ( 0 1 ) กฎสเหลยมคางหมประกอบสาหรบให , , , ( 0,1, … , ) กฎสเหลยมคางหมประกอบสาหรบ ชวงยอย คอ
22
1
1
2
12
สาหรบ ,
![Page 14: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/14.jpg)
13/02/55
14
กฎจดกงกลางประกอบ
27
y
x o 1 1 1 1 1 0
กฎจดกงกลางประกอบ
ให 2 , และ เปนจานวนเตมค, 2
, 1 (
28
21,0,1,… , 1) ไดกฎจดกงกลางประกอบสาหรบ
21 ชวงยอย เปน
2 2
/2
0
2
6
สาหรบ ,
![Page 15: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/15.jpg)
13/02/55
15
Example (Composite Rules)
พจารณาการใชกฎ Simpson ประกอบในการประมาณคา sin0 โดยใหมคาผดพลาดไม
29
0
เกน 0.00002 จากสตร เราได
sin0 3 sin 0 2 2
2 1
1
4 2 1
/2
1
sin4
180 sin
เราตองการใหคาผดพลาดของการประมาณไมเกน 0.00002 นนคอ 4
180 sin4
180 · 1 1800 4 5
180 4 0.00002
Example (Composite Rules)
ซงได 18 เพอเปนการตรวจสอบ แทนคา 20, 20
30
คาประมาณโดยกฎ Simpson ประกอบจะเปน
sin0 60 sin 0 2 sin
220
9
1
4 sin2 120
10
1
sin
2.000006 เพอใหไดความแมนยาระดบเดยวกนโดยใชกฎสเหลยมคางหมประกอบ เราตองการ ฎ
2
12 sin2
12 · 13
12 2 0.00002
ซงชวา 360 กฎจดกงกลางประกอบจะใชคาฟงกชนมากขนอกประมาณสองเทา
![Page 16: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/16.jpg)
13/02/55
16
Example (Composite Rules)
พจารณาการใชกฎจดกงกลางประกอบ พรอมดวย 2
19 และ 40
ได 19
31
sin240 sin
2 140
19
0
2.0020577
กฎสเหลยมคางหมประกอบ พรอมดวย 20 และ 20
ให
sin 40 sin 0 2 sin 20
19
1
sin 1.9958860
Round-off Error of Composite Rules
ให สาหรบ 0,1,… , เมอ แทนคาผดพลาดจากการปดเศษ ได
32
วา
3 0 0 2 2 2
2 1
1
4 2 1 2 1
/2
1
หรอ
2 1 /2
3 0 2 21
4 2 11
3 0 2 2
2 1
1
4 2 1
2
1
![Page 17: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/17.jpg)
13/02/55
17
Round-off Error of Composite Rules
ซงคาผดพลาดจากการปดเศษสะสมเมอใชกฎ Simpson ประกอบ คอ
33
3 0 2∑ 2
2 11 4∑ 2 1
21
3| 0| 2∑ 2
2 11 4∑ 2 1
21 | |
ถาคาผดพลาดจากการปดเศษมขอบเขตบนสมาเสมอ (สมมตใหเทากบ ε ) แลว
3ε 2
21 ε 4
2ε ε ε
3 2 2แตเราทราบวา ดงนน ε ซงเปนขอบเขตบนทไมขนกบ และ
การประมาณพนท Gaussian
y y y
34
y
o x 1 2
y
x o 1 2
y
x o 1 2
![Page 18: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/18.jpg)
13/02/55
18
การประมาณพนท Gaussian
การประมาณพนท Gaussian แทนทจะเลอกจดปลาย หรอจดทหางเทาๆกน ในชวง , แตกลบ
35
เลอกจดใดๆทเหมาะสมทสด 1, 2,… ในชวง , และสมประสทธ 1, 2, … ททาให
คาผดพลาดจากการประมาณ ดวย ∑i 1 มคาตาสด
สมประสทธ 1, 2, … และจด 1, 2, … ทถกกาหนดเพยงวา จะตองอยในชวง
, คอ คาตวแปรไมทราบคาน 2 ตว ถาสมประสทธของพหนามถกพจารณาเปนตว
2 1 ไแปรเสรม แลวกลมของพหนามทมดกรนอยกวาหรอเทากบ 2 1 จะบรรจตวแปรทไม
ทราบคา 2 ตวเชนกน การเลอกตวแปรและคาคงตวทเหมาะสมของคาฟงกชนจะไดสตรททาใหกลมพหนามนใหคาแมนตรง
การประมาณพนท Gaussian
การเลอกตวแปรและคาคงททเหมาะสม จะใชพหนามเชงตงฉาก ซงเซตทเหมาะสมกบโจทยปญหา
36
ในทนคอ เซตของพหนาม Legendre 0, 1, … , พหนาม Legendre อนดบแรกๆไดแก
0 1, 1 ,
22 1
3, 3
3 35
,
44 6
72 3
35
มรากแตกตางกนอยในชวง 1,1 สมมาตรเทยบกบจดกาเนด และใหผลลพธแมนตรงในการประมาณคาอนทกรลสาหรบพหนามดกรนอยกวาหรอเทากบ 2 1
โดยสมประสทธทเหมาะสมหาไดจาก ∏ 1
11 1,2, … ,
![Page 19: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/19.jpg)
13/02/55
19
การประมาณพนท Gaussian
ราก , สมประสทธ ,
37
2 0.5773502692 1.0000000000 -0.5773502692 1.0000000000
3 0.7745966692 0.5555555556 0.0000000000 0.8888888889
-0.7745966692 0.5555555556 4 0.8611363116 0.3478548451 0.3399810436 0.6521451549
-0.3399810436 0.6521451549
-0.8611363116 0.3478548451
การประมาณพนท Gaussian
ราก , สมประสทธ ,
5 0 9061798459 0 2369268850
38
5 0.9061798459 0.2369268850 0.5384693101 0.4786286705
0.0000000000 0.5688888889
-0.5384693101 0.4786286705
-0.9061798459 0.2369268850
![Page 20: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/20.jpg)
13/02/55
20
การประมาณพนท Gaussian
ปญหาจรงไมไดถกจากดขอบเขตเพยงแค 1,1 ดงนนอนทกรลบนชวง , จะตองอาศยเทคนค
39
Linear Transform แปลงคาบนชวง , ไปอยบนชวง 1,1 กอน โดยการแปลงเชงเสน
2
ซงให 2 หรอ 2
เมอแทนคาอนทกรล จะได
2 2
1
1
การประมาณพนท Gaussian
โดยใชราก ,1, ,2, … , , และ ,1, ,2 , … , , จากตาราง
40
, , , , , ,
การประมาณพนท Gaussian
2 2 1
1
2 ,,
21
![Page 21: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/21.jpg)
13/02/55
21
ตวอยาง (การประมาณพนท Gaussian)
จงประมาณคาของ 21.51 ใหใกลเคยง 0.1093643
41
1
ใชการประมาณพนท Gaussian โดยการแปลงชวงการอนทเกรตเปน 1,1
21.5 1 1.5 1
20.5 2.5
25
4
21.5 1 5 2
161
1 4
161
ตวอยาง (การประมาณพนท Gaussian)
สาหรบ 2 และจากตาราง
42
ราก , สมประสทธ ,
2 0.5773502692 1.0000000000 -0.5773502692 1.0000000000
ได
21.5 1 5 0.5773502692 2 5 0.5773502692 2
2
1 416 16 0.1094003
![Page 22: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/22.jpg)
13/02/55
22
ตวอยาง (การประมาณพนท Gaussian)
สาหรบ 3 และจากตาราง
43
ราก , สมประสทธ ,
3 0.7745966692 0.5555555556 0.0000000000 0.8888888889
-0.7745966692 0.5555555556 ได
21.5
114 0.555555556
5 0.7745966692 2
16
0.8888888895 2
16 0.5555555565 0.7745966692 2
16 0.1093642
ตวอยาง (การประมาณพนท Gaussian)
การประมาณพนท Gaussian พรอมดวย 3 ตองหาคาฟงกชน 3 แหง และให
44
คาประมาณพนทแมนยาถง 10 7 จานวนคาฟงกชนเดยวกน เมอใชกฎประกอบ
Simpson พรอมดวย 121.5 1 0.25 ใหคา 21.5
10.253
4 1.25 2 1.5 2 0.1093104 ซงใหคาถกตอง 0.5 10 4
![Page 23: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/23.jpg)
13/02/55
23
การหาอนพนธเชงตวเลข
พหนามลากรองจ 1 สาหรบ ทใชจด 0 และ 1 พรอมดวยพจนคาผดพลาด
45
10 12!
ถาให 0 และ 1 0 จะได
1
0 10
0
1 01
0 1
2
00
00
0 1
2
ไ สาหรบบาง , เมอหาอนพนธของสมการน จะได
0 0 2 0
20 1
2
เพราะฉะนน 0 0
สตรสองจด
จาก
46
0 0 2 0
20 1
2
พจน ประมาณคาไมได เพราะมพจนทไมทราบคา อย แต
ถาให 0 จะไดสมประสทธของ เปนศนย สตรกจะลดรปเปน
สตรสองจด สตรสองจด
00 0
2
เมอ 0, 0
![Page 24: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/24.jpg)
13/02/55
24
สตรสองจด
ถา ใน , ขอบเขตของคาความผดพลาดจะเปน 12
47
ถา 0 สตรสองจดบางครงเรยกวา “สตรผลตางขางหนา (Forward‐difference
Formula)” และในกรณ 0 เรยกวา “สตรผลตางยอนหลง (backward‐difference
Formula)”
ตวอยาง (สตรสองจด)
ให ln , 0 1.8 ผลหาร 1.8 1.8 , 0 ใชประมาณคา 1.8 พรอมดวยคา
48
ผดพลาด
2| |2 2
| |2 1.8 2 1.8 1.8
ตารางตอไปน แสดงผลเมอ 0.1,0.01,0.001 1.8 1.8 1.8
| |2 1.8 2
0.1 0.64185389 0.5406722 0.0154321
เนองจาก 1 คาแทจรงของ 1.8 0.5·
0.1 0.64185389 0.5406722 0.0154321 0.01 0.59332685 0.5540180 0.0015432 0.001 0.58834207 0.5554013 0.0001543
![Page 25: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/25.jpg)
13/02/55
25
การหาอนพนธเชงตวเลขทวไป
ให 0, 1,… เปนจดทแตกตางกนในชวง , และสมมต 1 , จากพห
49
นามลากรองจท ซงใชประมาณ ได
0
0 1 …1 !
1
สาหรบบาง , เมอ เปนพหนามสมประสทธลากรองจท ของ ณ
0 1 หาอนพนธของนพจนนได 0, 1, … หาอนพนธของนพจนนได
0
0 1 …1 !
1
0 1 …1 !
1
การหาอนพนธเชงตวเลขทวไป
กรณ จะทอนสตรไดเปน
50
0
1
1 !0
จากสมการขางตนน เปนสตรทเรยกวา สตร 1 จด ในการประมาณคา
![Page 26: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/26.jpg)
13/02/55
26
สตรสามจด
สาหรบพหนามลากรองจอนดบสอง 2 จะไดวา
51
01 2
0 1 0 2 , 1
0 2
1 0 1 2, 2
0 1
2 0 2 1
และ
02 1 2
0 1 0 2, 1
2 0 2
1 0 1 2, 2
2 0 1
2 0 2 1
ทาใหเราไดสมการ
2 1 2 2 0 20
1 2
0 1 0 21
0 2
1 0 1 2
22 0 1
2 0 2 1
3
6
2
0
สตรสามจด
จาก 2 1 2 2 0 2
52
01 2
0 1 0 21
0 2
1 0 1 2
22 0 1
2 0 2 1
3
6
2
0
เมอกาหนดจดสามจดคอ 0, 0 , 0 2 ให 0 จะได
สตรจดปลายสามจด
012 3 0 4 0 0 2
2
3
เมอ 0, 0 2
![Page 27: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/27.jpg)
13/02/55
27
สตรสามจด
สาหรบสตรสามจดปลาย เมอใช 0 จะสามารถประมาณคาอนพนธทปลายดานซาย และเมอใช
53
0 จะสามารถประมาณคาอนพนธทปลายดานขวา
ทานองเดยวกน จาก
02 1 2
0 1 0 21
2 0 2
1 0 1 2
22 0 1
2 0 2 1
3
6
2
0
0
เมอ 1 จะได
112 0 0 2
2
6
สตรสามจด
จาก 2
54
112 0 0 2
2
6
ปรบคา 1 เปน 0 และ 0 เปน 0 และ 2 เปน 0 จะได
สตรจดกงกลางสามจด
012 0 0
2
6
เมอ 0 , 0
![Page 28: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/28.jpg)
13/02/55
28
สตรหาอนพนธเชงตวเลขอนๆ
สตรจดกงกลางหาจด
55
0112 0 2 8 0 8 0 0 2
4
305
เมอ 0 2 , 0 2
สตรจดปลายหาจด
0112 25 0 48 0 36 0 2 16 0 312
3 0 44
55
เมอ 0, 0 4
(การประมาณทจดปลายซายใช 0 และปลายขวาใช 0)
ตวอยาง (การหาอนพนธเชงตวเลข)
จากตารางคอคาของ จงประมาณคา 2.0
56
1.8 10.889365 1.9 12.703199 2.0 14.778112 2.1 17.148957
เนองจาก 1 , 2.0 22.16716
2.2 19.855030
![Page 29: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/29.jpg)
13/02/55
29
ตวอยาง (การหาอนพนธเชงตวเลข)
สตรสามจด จดปลาย ( 0.1) 1 3 2 0 4 2 1 2 2 22 032310
57
0.2
3 2.0 4 2.1 2.2 22.032310
จดปลาย ( 0.1) 1
0.23 2.0 4 1.9 1.8 22.054525
จดกงกลาง ( 0.1)
10.2
2.1 1.9 22.228790
จดกงกลาง ( 0.2) 1
0.42.2 1.8 22.414163
สตรหาจด จดกงกลาง ( 0.1) 1
1.21.8 8 1.9 8 2.1 2.2 22.166999
Round-Off Error Analysis
จาก
58
0 0 0 0 0 0 สาหรบสตรจดกงกลางสามจด
012 0 0
2
6
คาผดพลาดรวมจากการประมาณคอ 2
012 0 0
12 0 0
2
63
![Page 30: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/30.jpg)
13/02/55
30
Round-Off Error Analysis
คาผดพลาดรวมจากการประมาณคอ
59
012 0 0
12 0 0
2
63
ใหคาผดพลาดจากการปดเศษ 0 มขอบเขตเปน ε 0 และสมมตดวยวา อนพนธอนดบสามของ มขอบเขตเปน 0 แลว
012 0 0
ε 2
6
ตวอยาง
จงพจารณาการประมาณคา 0.900 เมอ sin โดยใชคาในตาราง
60
sin 0.8000 0.71736 0.8500 0.75128 0.8800 0.77074 0.8900 0.77707 0.8950 0.78021 0.8980 0.78208
sin 0.9010 0.783950.9020 0.784570.9050 0.786430.9100 0.789500.9200 0.795600 9500 0 81342
คาทแทจรงคอ cos 0.900 0.62161
0.8980 0.78208 0.8990 0.78270
0.9500 0.813421.0000 0.84147
![Page 31: กฎการประมาณพ้ืนที่มูลฐานmaths.sci.ku.ac.th/suriya/417268/Slide/ppSlide6.pdf13/02/55 2 กฎจ ดก งกลาง 3 a b E > T0](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022041522/5e2f3e52916a442f946a6d7a/html5/thumbnails/31.jpg)
13/02/55
31
ตวอยาง
ใชสตร 0.900 0.900 0.9002
61
2
กบคา ตางๆกน ใหคาประมาณดงทแสดงในตาราง
คาประมาณของ 0.900 คาผดพลาด
0.001 0.62500 0.003390.002 0.62250 0.000890.005 0.62200 0.000390.010 0.62150 -0.000110 020 0 62150 0 000110.020 0.62150 -0.000110.050 0.62140 -0.000210.100 0.62055 -0.00106
ตวอยาง
เมอวเคราะหพจนคาผดพลาด ε 2
6 จะเหนวา มคาตาสดเมอ 0
62
6
ซงให 33 สงเกตวา
max0.800,1.000
| | max0.800,1.000
|cos | 0.69671
เมอใชทศนยม 5 หลก และสมมต 0.000005 พบวาคาเหมาะสมทสดของ คอ
3 0.000005 0.69671
30.028