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수치적분 2

[수치해석] 사다리꼴 공식(trapezoidal rule)

이번 포스팅에서는 수치적분법 중 하나인 사다리꼴 공식에 대해 알아봅시다. 사다리꼴 공식 정의 사다리꼴 공식은 적분이 나타내는 넓이를 사다리꼴의 형태로 나누어 그 넓이의 합으로 적분값을 근사하는 방법입니다. 위 그림과 같이 임의의 함수 $f$에 대해 적분값을 붉은색 사다리꼴 넓이의 합으로 나타내죠. 그렇기 때문에 경우에 따라 오차가 매우 크게 나타날 수 있습니다. 정의는 아래와 같습니다. 적분 가능한 함수 $f$에 대하여 이에 대한 적분 $F$는 $F = \sum_{i=0}^{N-1} \frac{(t_{i+1}-t_i)(f(t_{i+1})+f(t_i))}{2} \tag{1}$ 이 때, N=1인 경우 식은 아래와 같습니다. $F = \frac{(t_1-t_0)(f(t_1)+f(t_0))}{2} \tag{2}..

공학/수치해석 2021.04.15

[수치해석] Runge-kutta method(룽게-쿠타법) (with MATLAB)

이번 포스팅에서는 룽게-쿠타법에 대해 알아보도록 합시다. (부르기에 따라 런지-쿠타, 룽게-쿠타 등 여러 발음으로 불리기도 하나, 본 포스팅에서는 룽게-쿠타로 표기하겠습니다.)  룽게-쿠타법 (Runge-Kutta method)룽게-쿠타법은 많은 수치적분법 중 한가지 방법입니다. 독일의 수학자 카를 다비트 톨메 룽게와 마르틴 빌헬름 쿠타가 개발하였고 흔히 4차항까지 구하여 사용하는 방법을 많이 쓰며, 이 방법은 RK4라고도 불립니다. 수치적분법 중 가장 흔히 사용되는 방법입니다. 식으로는 아래와 같이 나타낼 수 있습니다. $$y_{i+1}=y_i+\frac{1}{6}(k_1+2k_2+2k_3+k_4)h$$ 여기서 k는 아래와 같습니다. $k_1=f(t_i, y_i)$ $k_2=f(t_i+\frac{1}{..

공학/수치해석 2020.12.07
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