Math Problem Statement

Задача на построение процедур Даны действительные числа a, h, натуральное число n. Вычислить f(a) + 2f(a + h) + … + 2f(a + (n-1)h) + f(a + nh), где f(x) = (x2 +1) cos2 x. (x и соs в квадрате)

Solution

Данная задача требует вычисления суммы выражений, зависящих от функции f(x)f(x), где:

f(x)=(x2+1)cos2(x)f(x) = (x^2 + 1) \cdot \cos^2(x)

Формула для суммы:

S=f(a)+2f(a+h)+2f(a+2h)++2f(a+(n1)h)+f(a+nh)S = f(a) + 2f(a + h) + 2f(a + 2h) + \dots + 2f(a + (n-1)h) + f(a + nh)

Процедура вычисления суммы:

  1. Вычисляем f(x)f(x) для каждого аргумента x=a,a+h,a+2h,,a+nhx = a, a+h, a+2h, \dots, a+nh по формуле: f(x)=(x2+1)cos2(x)f(x) = (x^2 + 1) \cdot \cos^2(x)

  2. Подсчитываем общую сумму:

    • Первый член суммы: f(a)f(a)
    • Последний член суммы: f(a+nh)f(a + nh)
    • Промежуточные члены: 2f(a+kh)2 \cdot f(a + kh) для k=1,2,,n1k = 1, 2, \dots, n-1

Псевдокод для вычисления:

  1. Инициализировать S=f(a)+f(a+nh)S = f(a) + f(a + nh)
  2. Для каждого kk от 1 до n1n-1: S=S+2f(a+kh)S = S + 2 \cdot f(a + kh)
  3. Вернуть результат SS.

Пример:

Предположим, что нам даны числа:

  • a=1a = 1
  • h=0.5h = 0.5
  • n=3n = 3

Тогда сумма будет иметь вид:

S=f(1)+2f(1+0.5)+2f(1+1.0)+f(1+1.5)S = f(1) + 2f(1 + 0.5) + 2f(1 + 1.0) + f(1 + 1.5)

Если тебе нужна помощь с конкретными значениями a,h,na, h, n, можешь указать их, и я помогу с расчетами!


Есть ли у тебя вопросы по этой задаче или нужны ли детали?
Вот 5 дополнительных вопросов, которые помогут глубже понять решение:

  1. Как можно упростить функцию f(x)f(x), используя тригонометрические тождества?
  2. Влияет ли шаг hh на точность или скорость вычисления суммы?
  3. Можно ли эту задачу решить численно методом интегрирования?
  4. Что произойдет, если f(x)f(x) окажется нечетной функцией?
  5. Как можно использовать рекуррентные соотношения для ускорения вычислений?

Совет: Если функции сложные, полезно использовать численные методы, такие как метод трапеций или Симпсона для приближенного вычисления.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Trigonometry
Summation of Series
Functions

Formulas

f(x) = (x^2 + 1) * cos^2(x)
S = f(a) + 2f(a + h) + 2f(a + 2h) + ... + 2f(a + (n-1)h) + f(a + nh)

Theorems

Summation formula for functions

Suitable Grade Level

Grades 10-12