高斯积分是一种高效的数值积分方法,其核心思想是选择适当的点和权重,以提高积分的准确性。这种方法不是简单地将积分区间均匀分割,而是在积分区间内精心选择特定点(如零点或正交多项式的极点),并为这些点分配适当的权重。这样做可以最大限度地减少误差,尤其是对于多项式函数。
高斯积分采用了一种策略,即在曲线上选择两个点来定义一条直线,该直线将正误差和负误差平衡。因此,在这条直线下评估的面积提供了积分的改进估算。
高斯积分的目的是确定形如:
I≈c0f(x0)+c1f(x1)
的方程,其中c0 和c1 是权重,x0 和x1 是积分点。
与梯形法则的对比:不同于梯形法则使用固定的端点a 和b,高斯积分中的 x0 和 x1 并非固定端点而是需要确定的未知数。
四个未知数和四个条件: