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Calcul dintégrale : méthode des trapèzes Algorithme

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[PDF] Calcul dintégrale : méthode des trapèzes Algorithme - Lycée dAdultes DERNIÈRE IMPRESSION LE13 septembre 2020 à 19:30 Calcul d"intégrale : méthode des trapèzes

Algorithme

1 Intégrale : méthode des trapèzes

1.1 La méthode

Nous avons vu l"approche d"une aire sous une courbe à l"aide de la méthode des rectangles. On peut améliorer la vitesse de convergence de l"approximation en remplaçant les rectangles par des trapèzes. aa+pa+2pb Cf

On= nbre de trapèzes

p= pas du découpage p=b-a n f(a)f(a+p) T1 Airedu1ertrapèze:T1=(Grande base+Petite base)×hauteur2=[f(a) +f(a+p)]×p2 On incrémente ensuiteppour calculer les aires des trapèzes suivants.

L"approximation est alors :

b af(x)dx≈n∑ i=1T isomme des aires des trapèzes

1.2 L"algorithme

En langage Python

•On définit la fonction à intégrer.

•On définit la fonction A(a,b,n) qui calcule unapproximation de l"intégrale, en découpantl"intervalle ennparties

— qui calcule le pas et initialisesà zéro. — à chaque boucle, rajoute l"aire du trapèze : T i=[f(a) +f(a+p)]p 2

— puis incrémentea.

frommathimport? deff (x) : returnf (x) defA(a ,b ,n) : p=(b-a)/n s=0 foriin range(n) s=s+( f (a)+f (a+p) )?p/2 a+=p returns

PAUL MILAN1TERMINALE MATHS SPÉ

1 INTÉGRALE : MÉTHODE DES TRAPÈZES

Vitesse de convergence: la méthode des trapèzes converge bien plus vite que la méthode des rectangles. Par exemple, le tableau donnant les approximations de l"aire sous la parabole d"équationy=x2entre les abscisses 0 et 1. nRectanglesTrapèzes

50,240,34

200,308 750,333 75

1000,328 350,333 34

10000,332 830,333 33

Avec 20 itérations, la méthode des trapèzes approche la valeur exacte13à 10-3, tandis que la méthode des rectangles atteint cette précision avec 1 000 itérations!! deff (x) : returnx??2 defA(a ,b ,n) : p=(b-a)/n s=0 foriin range(n) s=s+p?f (a) a+=p returns méthode des rectangles deff (x) : returnx??2 defA(a ,b ,n) : p=(b-a)/n s=0 foriin range(n) s=s+( f (a)+f (a+p) )?p/2 a+=p returns méthode des trapèze

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