积分平均近似和误差界限

计算科学 近似 误差估计
2021-12-16 04:21:26

我正在研究形式的积分:

abf(x)g(x)dx
其中未知,但它的积分是: 有人建议我可以近似这个积分由: 这当然只是积分中值定理的“好猜测”形式。f(x)
abf(x)dx=F
abf(x)g(x)dxFg(x)¯=Fbaabg(x)dx

我的问题如下:

如何计算这个近似值的误差范围?上是否有任何条件可以收紧上述错误范围?f(x)

1个回答

为简单起见,我们只说然后你想估计 从上面和下面。此外,让我考虑两种情况:a=0,b=1

01f(x)g(x)dx(01f(x)dx)(01g(x)dx)

  • 如果的平均值为零,即,那么您先验地知道您的近似值不是一个好的近似值。那我们就不要再考虑这种情况了。g(x)01g(x)dx=0

  • 如果的平均值不为零。我们只考虑这种情况。g(x)

由于在第二种情况下它对问题没有影响,为了简单起见,让我们假设已经以的方式缩放。 然后,您正在从上方和下方寻找术语 的平均值为 1。g(x)01g(x)dx=1

01f(x)g(x)dx01f(x)dx
g(x)

现在考虑一系列函数然后,假设是有界的, 所以你的相对误差可以变得任意大,并且通过调整的符号,您可以使其成为可能是正数或负数的错误。fn(x)=(n+1)xng(x)

01fn(x)g(x)dx0,01fn(x)dx=1
fn,g

当然,所有这些都表明您需要说明您在哪个类(或函数空间)中寻找您的函数上面的每个函数都是,它的限制在中,所以你不能指望在中一定会出现错误。但是限制函数不在中,因此您可能可以找到例如中的估计值。换句话说,需要更多信息来回答您的问题。f(x)fnCL1L1Lp,p>1L