The estimation error is strangely obtained from Simpson's 1/3 rule... (2024)

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재훈 vor etwa 17 Stunden

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Bearbeitet: Torsten vor etwa 7 Stunden

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Hello, I am looking for the estimation error of Simpson's rule of thirds. When dx is 1.01, the integral value is 2908800 and the error is 0.01, but the estimation error is 7.0844e-21. Where did it go wrong? I think In this part, the 5th coefficient is verry verry small, so it seems that the value will always be low. Isn't the estimation error always accurate?

clc; clear all; close all;

a = -1.93317553181561E-24;

b = 3.788630291530091e-21;

c = -2.3447910280083294e-18

d = -0.019531249999999518;

e = 18.74999999999999

fun = @(t) a.*t.^5 + b.*t.^4 + c.*t.^3 + d.*t.^2+e.*t

x = 0:0.1:960;

fx =fun(x);

n=960;

dx=1.01;

int=0;

for i =1:n

plot(x, fx,'k','linewidth',2);

mid=((i-1)+i)/2;

fx_mid = fun(mid);

fx_left = fun(i-1);

fx_right = fun(i);

area_temp = dx/6*(fx_left +4*fx_mid+fx_right);

int = int + area_temp;

x_segment = linspace(i-1, i,100);

Px = fx_left * ((x_segment-mid).*(x_segment-i))/((i-1-mid)*(i-1-i))...

+ fx_mid*((x_segment-i+1)).*(x_segment-i)/((mid-i+1)*(mid-i))...

+ fx_right * ((x_segment-i+1).*(x_segment-mid))/((i-i+1)*(i-mid));

area(x_segment,Px); hold on;

end

C=480;

E_a = -((960.^5)/(2880.*(960/1.01).^4)).*(a.*120.*C+24.*b);%Is there a problem here?

disp('E_a');

disp(E_a);

disp(int);

rel_error=norm(int_true-int)/norm(int_true);

disp('rel_error');

disp(rel_error);

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Torsten vor etwa 17 Stunden

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Bearbeitet: Torsten vor etwa 12 Stunden

Why do you insert C = 480 in the formula ?

And did you think about all the errors that arise because the function evaluation is imprecise and because you lose precision when summing the 960 values in the variable "int" ?

Maybe using advanced precision with vpa can help.

재훈 vor etwa 14 Stunden

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Oh I didn't know that.

재훈 vor etwa 14 Stunden

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I chose 480, which is the middle value between 0 and 960.

I didn't know to think about all the errors that occur due to loss of precision when summing 960 values ​​in variable "int".

I know this is really hard, but could you tell me about using advanced precision with vpa?

Torsten vor etwa 7 Stunden

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Bearbeitet: Torsten vor etwa 7 Stunden

I didn't know to think about all the errors that occur due to loss of precision when summing 960 values in variable "int"

Plus the error in evaluating a polynomial with such small coefficients. You will have to go the symbolic way (see below).

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recent works vor etwa 17 Stunden

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The error calculation in your code should be

C = 480;

f4_max = -1.324287168211725E-19; % This is an approximation

h = 1.01;

E_a = -(960 / 180) * (h^4) * f4_max;

disp('E_a');

disp(E_a);

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Torsten vor etwa 13 Stunden

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Bearbeitet: Torsten vor etwa 13 Stunden

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syms a b c d e real

syms t real

f(t) = a*t^5 + b*t^4 + c*t^3 + d*t^2 + e*t;

s = 0;

i = -1/2;

while i < 959.5

i = i + 1;

tleft = i-1/2;

tmiddle = i;

tright = i+1/2;

fleft = f(tleft);

fmiddle = f(tmiddle);

fright = f(tright);

s = s + sym(1)/sym(6)*(fleft+sym(4)*fmiddle+fright);

end

s = simplify(s)

s=The estimation error is strangely obtained from Simpson's 1/3 rule... (8)

s_exact = int(f,t,0,960)

s_exact=The estimation error is strangely obtained from Simpson's 1/3 rule... (9)

difference = s-s_exact

difference=The estimation error is strangely obtained from Simpson's 1/3 rule... (10)

double(subs(difference,[a,b],[-1.93317553181561E-24,3.788630291530091e-21]))

ans = -6.8079e-21

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