Skip to main content

قاعدة شبه المنحرف – تكامل عددي

إجابة سريعة

قاعدة شبه المنحرف (h/2)[f₀+2f₁+…+fₙ]: التكامل ∫₀¹x²dx عند n=2 يعطي 0.375 مقابل 1/3 — خطأ 12.5% يهبط لـ 3% عند n=4.

  • مجاني بالكامل، بدون تسجيل، ويعمل على أي جهاز.

الأرقام تقديرات وفق معادلة الحاسبة القياسية — اضبط المدخلات في الأداة أدناه للحصول على رقمك بدقة.

كيف تعمل قاعدة شبه المنحرف

∫ ≈ (h/2)[f₀ + 2f₁ + 2f₂ + … + 2fₙ₋₁ + fₙ]

تصل قاعدة شبه المنحرف نقاط العينة بخطوط مستقيمة وتجمع أشباه المنحرفات الناتجة. للتكامل ∫₀¹ x² dx عند n = 2 (بخطوة 0.5 وعقد 0 و0.5 و1): (0.5/2)[0 + 2(0.25) + 1] = 0.25 × 1.5 = 0.375 مقابل الدقيق 1/3 ≈ 0.33333 — تقدير زائد 12.5% لأن الأوتار تعلو المنحنى المحدب. والتنقيح إلى n = 4 يعطي (0.25/2)[0 + 2(0.0625) + 2(0.25) + 2(0.5625) + 1] = 0.34375 بخطأ 3.1%: فالخطأ يتناسب مع h² ومضاعفة n تربععه. وتطبع الحاسبة جدول العقد والأوزان والمجموع الموزون مع قيمتي المنتصف وسيمبسون للمقارنة، والدوال المقعرة تقلب الانحياز للنقصان.

  1. 1

    أدخل f(x) والحدود

    أي دالة على الفترة [a, b]

  2. 2

    اختر n

    فترات أكثر تعني h أصغر وخطأ أقل

  3. 3

    ابنِ جدول العقد

    كل xₖ وf(xₖ) ووزنه 2 (داخلي) أو 1 (طرف)

  4. 4

    اجمع وضبط

    اضرب في h/2 للحصول على التقدير

حالات الاستخدام

بيانات مجدولة

تكامل سجلات حساسات معروفة عند أزمنة معاينة

تقديرات سريعة

فحص معقول للتكاملات المحدودة قبل العمل الدقيق

تعليم التفاضل

إظهار تضخيم المحدبات: 0.375 مقابل 1/3

نصائح

  • 1

    الخطأ يتناسب مع h² — ضاعف العقد يربع الخطأ

  • 2

    المحدبات تقدّر بزيادة والمقعرات بنقصان

  • 3

    العقد الداخلية وزنها 2 والطرفان 1

الأخطاء الشائعة

  • ترجيح الطرفين بـ 2 بدل 1

  • الضرب في h بدل h/2

  • توقع دقة تامة على المنحنيات — فقط الخطوط تتكامل بدقة

  • مقارنة سيمبسون دون ملاحظة شرط زوجية n

الأسئلة الشائعة

ما قيمة ∫₀¹ x² dx بشبه المنحرف عند n=2؟

(0.5/2)[0 + 2(0.25) + 1] = 0.375 — أعلى من 1/3 بـ 12.5%.

وماذا عند n=4؟

0.34375 أي أعلى بـ 3.1% فقط؛ الخطأ يتربع عند مضاعفة الفترات.

متى يقدّر بقيمة زائدة؟

على الدوال المحدبة (كأسفلها لأعلى) مثل x²؛ والمقعرة تأتي ناقصة.

لماذا وزن الداخلية 2؟

لأن كل نقطة داخلية تحد شبه منحرفين فتسهم في ارتفاعيهما.

ألا الأفضل سيمبسون دائماً؟

غالباً للدوال الملساء؛ وشبه المنحرف يتألق على البيانات المجدولة الخام.