REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
SAIA BARINAS
PROGRAMACIÓN NUMERICA
INTEGRACIÓN NUMERICA
Regla de Simpson
Autor: Nestor Moreno
C.I. 14.331.859
Guarenas, Agosto del 2016
Dadas las siguientes integrales:
1 − 𝑒−𝑥
𝑑𝑥
3
0
1 − 𝑥 − 4𝑥3
+ 𝑥5
𝑑𝑥
4
−2
8 + 4𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑑𝑥
𝑥/2
0
Resuelva las integrales utilizando la Regla de Simpson 3/8
Formula a usar:
I = 𝒇 𝒙 𝒅𝒙 =
𝟑𝒉
𝟖
𝒃
𝒂
[𝒇 𝒙 𝟎 + 𝟑𝒇 𝒙 𝟏 + 𝟑𝒇 𝒙 𝟐 + 𝒇(𝒙 𝟑)]
Donde:
h =
𝑏−𝑎
𝑛
Ejercicio N° 1
1 − 𝑒−𝑥
𝑑𝑥
3
0
Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos)
h =
𝑏−𝑎
𝑛
Donde: a = 0 b = 3 n = 3
h =
3−0
3
=
3
3
= 1
Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos
X0 = a = 0
X1 = x0 + h = 0 + 1 = 1
X2 = x1 + h = 1 + 1 = 2
X3 = x2 + h = 2 + 1 = 3
Cálculo de f(xi)
x f(x) = 1 – e-x
X0 = 0 f(0) = (1 – e-0
) = 0 = f(x0)
X1 = 1 f(1) = (1 – e-1
) = 0,632120 = f(x1)
X2 = 2 f(2) = (1 – e-2
) = 0,864664 = f(x2)
X3 = 3 f(3) = (1 – e-3
) = 0,950212 = f(x3)
Formula de Simpson para n = 3
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3ℎ
8
𝑏
𝑎
[𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3(1)
8
𝑏
𝑎
[0 + 3(0,632120) + 3(0,864664) + 0,950212]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3
8
𝑏
𝑎
[1,89636 + 2,593992 + 0,950212]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3
8
𝑏
𝑎
[5,440564]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
𝑏
𝑎
2,0402115
I = 𝟏 − 𝒆−𝒙
𝒅𝒙
𝟑
𝟎
= 2,0402115 valor aproximado
Ejercicio N° 2
1 − 𝑥 − 4𝑥3
+ 𝑥5
𝑑𝑥
4
−2
Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos)
h =
𝑏−𝑎
𝑛
Donde: a = - 2 b = 4 n = 3
h =
4−(−2)
3
=
6
3
= 2
Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos
X0 = a = - 2
X1 = x0 + h = -2 + 2 = 0
X2 = x1 + h = 0 + 2 = 2
X3 = x2 + h = 2 + 2 = 4
Cálculo de f(xi)
x f(x) = 1 – x – 4x-3
+ x5
X0 = -2 f(0) = 1 – (-2) - 4(-2)3
+ (-2)5
= 3 = f(x0)
X1 = 0 f(1) = 1 – 0 – 4(0)3
+ 05
= 1 = f(x1)
X2 = 2 f(2) = 1 – 2 – 4(2)3
+ (2)5
= -1 = f(x2)
X3 = 4 f(3) = 1 – 4 – 4(4)3
+ 45
= 765 = f(x3)
Formula de Simpson para n = 3
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3ℎ
8
𝑏
𝑎
[𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3(2)
8
𝑏
𝑎
[3 + 3 1 + 3 −1 + 765]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
6
8
𝑏
𝑎
[768]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
𝑏
𝑎
576
𝑰 = 𝟏 − 𝒙 − 𝟒𝒙 𝟑
+ 𝒙 𝟓
𝒅𝒙
𝟒
−𝟐
= 576 valor aproximado
Ejercicio N° 3
8 + 4𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑑𝑥
𝑥/2
0
Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos)
h =
𝑏−𝑎
𝑛
Donde: a = 0 b =
𝜋
2
n = 3
h =
𝜋
2
− 0
3
= 0,17
Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos
X0 = a = 0
X1 = x0 + h = 0 + 0,17 = 0,17
X2 = x1 + h = 0,17 + 0,17 = 0,51
X3 = x2 + h = 0,51 + 0,17 = 0,85
Cálculo de f(xi)
x f(x) = 8 + 4 senx
X0 = 0 f(0) = 8 + 4sen(0) = 8 = f(x0)
X1 = 0,17 f(1) = 8 + 4sen(0,17) = 8,011868 = f(x1)
X2 = 0,51 f(2) = 8 + 4sen(0,51) = 8,035604 = f(x2)
X3 = 0,85 f(3) = 8 + 4sen(0,85) = 8,059339 = f(x3)
Formula de Simpson para n = 3
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3ℎ
8
𝑏
𝑎
[𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
3(0,17)
8
𝑏
𝑎
[0 + 3 0,17 + 3 0,51 + 0,85]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
𝑏
𝑎
0,06375 [0 + 0,51 + 1,53 + 0,85]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
𝑏
𝑎
0,06375 [2,89]
I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =
𝑏
𝑎
0,1842375
𝟖 + 𝟒𝒔𝒆𝒏𝒙 𝒅𝒙 = 𝟎, 𝟏𝟖𝟒𝟐𝟑𝟕𝟓 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒂𝒑𝒓𝒐𝒙𝒊𝒎𝒂𝒅𝒐
𝒙/𝟐
𝟎

Regla de simpson

  • 1.
    REPÚBLICA BOLIVARIANA DEVENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” SAIA BARINAS PROGRAMACIÓN NUMERICA INTEGRACIÓN NUMERICA Regla de Simpson Autor: Nestor Moreno C.I. 14.331.859 Guarenas, Agosto del 2016
  • 2.
    Dadas las siguientesintegrales: 1 − 𝑒−𝑥 𝑑𝑥 3 0 1 − 𝑥 − 4𝑥3 + 𝑥5 𝑑𝑥 4 −2 8 + 4𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑑𝑥 𝑥/2 0 Resuelva las integrales utilizando la Regla de Simpson 3/8 Formula a usar: I = 𝒇 𝒙 𝒅𝒙 = 𝟑𝒉 𝟖 𝒃 𝒂 [𝒇 𝒙 𝟎 + 𝟑𝒇 𝒙 𝟏 + 𝟑𝒇 𝒙 𝟐 + 𝒇(𝒙 𝟑)] Donde: h = 𝑏−𝑎 𝑛
  • 3.
    Ejercicio N° 1 1− 𝑒−𝑥 𝑑𝑥 3 0 Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos) h = 𝑏−𝑎 𝑛 Donde: a = 0 b = 3 n = 3 h = 3−0 3 = 3 3 = 1 Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos X0 = a = 0 X1 = x0 + h = 0 + 1 = 1 X2 = x1 + h = 1 + 1 = 2 X3 = x2 + h = 2 + 1 = 3 Cálculo de f(xi) x f(x) = 1 – e-x X0 = 0 f(0) = (1 – e-0 ) = 0 = f(x0) X1 = 1 f(1) = (1 – e-1 ) = 0,632120 = f(x1) X2 = 2 f(2) = (1 – e-2 ) = 0,864664 = f(x2) X3 = 3 f(3) = (1 – e-3 ) = 0,950212 = f(x3) Formula de Simpson para n = 3 I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3ℎ 8 𝑏 𝑎 [𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3(1) 8 𝑏 𝑎 [0 + 3(0,632120) + 3(0,864664) + 0,950212] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3 8 𝑏 𝑎 [1,89636 + 2,593992 + 0,950212]
  • 4.
    I = 𝑓𝑥 𝑑𝑥 = 3 8 𝑏 𝑎 [5,440564] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑏 𝑎 2,0402115 I = 𝟏 − 𝒆−𝒙 𝒅𝒙 𝟑 𝟎 = 2,0402115 valor aproximado Ejercicio N° 2 1 − 𝑥 − 4𝑥3 + 𝑥5 𝑑𝑥 4 −2 Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos) h = 𝑏−𝑎 𝑛 Donde: a = - 2 b = 4 n = 3 h = 4−(−2) 3 = 6 3 = 2 Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos X0 = a = - 2 X1 = x0 + h = -2 + 2 = 0 X2 = x1 + h = 0 + 2 = 2 X3 = x2 + h = 2 + 2 = 4 Cálculo de f(xi) x f(x) = 1 – x – 4x-3 + x5 X0 = -2 f(0) = 1 – (-2) - 4(-2)3 + (-2)5 = 3 = f(x0) X1 = 0 f(1) = 1 – 0 – 4(0)3 + 05 = 1 = f(x1) X2 = 2 f(2) = 1 – 2 – 4(2)3 + (2)5 = -1 = f(x2)
  • 5.
    X3 = 4f(3) = 1 – 4 – 4(4)3 + 45 = 765 = f(x3) Formula de Simpson para n = 3 I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3ℎ 8 𝑏 𝑎 [𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3(2) 8 𝑏 𝑎 [3 + 3 1 + 3 −1 + 765] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 6 8 𝑏 𝑎 [768] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑏 𝑎 576 𝑰 = 𝟏 − 𝒙 − 𝟒𝒙 𝟑 + 𝒙 𝟓 𝒅𝒙 𝟒 −𝟐 = 576 valor aproximado Ejercicio N° 3 8 + 4𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑑𝑥 𝑥/2 0 Cálculo de h (ancho de los sub-intervalos) h = 𝑏−𝑎 𝑛 Donde: a = 0 b = 𝜋 2 n = 3 h = 𝜋 2 − 0 3 = 0,17 Ahora cálculo de los puntos de sub intervalos X0 = a = 0 X1 = x0 + h = 0 + 0,17 = 0,17
  • 6.
    X2 = x1+ h = 0,17 + 0,17 = 0,51 X3 = x2 + h = 0,51 + 0,17 = 0,85 Cálculo de f(xi) x f(x) = 8 + 4 senx X0 = 0 f(0) = 8 + 4sen(0) = 8 = f(x0) X1 = 0,17 f(1) = 8 + 4sen(0,17) = 8,011868 = f(x1) X2 = 0,51 f(2) = 8 + 4sen(0,51) = 8,035604 = f(x2) X3 = 0,85 f(3) = 8 + 4sen(0,85) = 8,059339 = f(x3) Formula de Simpson para n = 3 I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3ℎ 8 𝑏 𝑎 [𝑓 𝑥0 + 3𝑓 𝑥1 + 3𝑓 𝑥2 + 𝑓(𝑥3)] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 3(0,17) 8 𝑏 𝑎 [0 + 3 0,17 + 3 0,51 + 0,85] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑏 𝑎 0,06375 [0 + 0,51 + 1,53 + 0,85] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑏 𝑎 0,06375 [2,89] I = 𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑏 𝑎 0,1842375 𝟖 + 𝟒𝒔𝒆𝒏𝒙 𝒅𝒙 = 𝟎, 𝟏𝟖𝟒𝟐𝟑𝟕𝟓 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒂𝒑𝒓𝒐𝒙𝒊𝒎𝒂𝒅𝒐 𝒙/𝟐 𝟎