Quadratura de Clenshaw-Curtis

De testwiki
Salta a la navegació Salta a la cerca

Plantilla:Falten referències La quadratura de Clenshaw–Curtis i les quadratures de Fejer són mètodes d'integració numèrica basats en l'expansió de l'integrant en termes dels polinomis de Txebixev. Un resum breu de l'algoritme és el següent: la funció f(x) que s'ha d'integrar és avaluada als extrems o arrels dels polinomis de Txebixev i aquests valors es fan servir per construir una aproximació polinòmica de la funció; aquesta és integrada exactament per donar una aproximació de la integral exacta que busquem. El càlcul dels pesos d'integració es pot fer mitjançant una DCT, que a través de la FFT es poden obtenir amb O(nlogn) operacions.

Introducció general

Plantilla:Article principal El mètode consisteix a avaluar la funció en n+1 nodes determinats, que anomenarem xj, amb j=0,,n. Llavors, el mètode es pot resumir en la següent equació: Plantilla:Equació on els coeficients wi cal determinar-los en funció de la distribució dels nodes xi.

Fórmules explícites

Es poden obtenir fórmules explícites de la quadrature de Clenshaw-Curtis i de Fejer I i II. Tot i que són poc útils a nivell computacional, ja que fan falta O(n2) operacions per calcular-los, tenen la seva importància teòrica i a nivell didàctic.

Quadratura de Clenshaw-Curtis

Pel cas de la quadratura de Clenshaw-Curtis, els nodes on s'avaluarà la funció són: Plantilla:Equació Per altra banda, els pesos d'integració són: Plantilla:Equació On els coeficients bj i cj tenen la següent expressió: Plantilla:Equació