Текст подпрограммы и версий
qsfar_c.zip 
Тексты тестовых примеров
tqsfar_c.zip 

Подпрограмма:  qsfar_c

Назначение

 Вычисление интегралов
                  B
          I1 = ∫  f (x) sin( ρ x + φ ) dx ,
                A
                  B
          I2 = ∫  f (x) cos( ρ x + φ ) dx
                A 

по формулам интерполяционного типа 5 - ой степени точности для больших отрезков интегрирования от функций с локализованной особенностью.

Математическое описание

Интегралы I1 и i2 вычисляются для A и B таких, что | (В - А) | ≥ 10, при этом считается, что бесконечные пределы заданы близкими к минимальному (максимальному) числам, пpeдcтaвимым нa мaшинe. Вычисление I1 и I2 осуществляется поcлeдовательно по частичным отрезкам, длина которых удваивается.

ha kaждoм чacтичнoм oтрезке интегрaлы считаются c автоматическим выбopом шага по формулам интерполяционного типа, точным для полиномов 5 - ой степени, с весом  exp i (ρ x + φ). Предполагается, что особенность подинтегральной функции локализована на отрезке [α, β]  [A, B].

Если какой-то частичный отрезок пересекается с отрезком [α, β], то на их пересечении вычисления ведутся с принудительным дроблением шага интегрирования. Интегралы вычисляются с погрешностью E (1 + | Ii |),  i = 1, 2 , где E задается пользователем, при этом определяется также абсолютная погрешность вычисленного значения интеграла.

О.В.Брушлинская, Л.Г.Васильева. Набор стандартных программ приближенного вычисления однократных интегралов c автоматическим выбором шага. Сб. "Численный анализ на ФОРТРАНе", вып. 8, Изд-во МГУ, 1974.

Использование

    int qsfar_c (real *rint1, real *rint2, real *a, real *b,
        R_fp f, real *ro, real *fi, real *e, real *alfa, real *beta, real *xa,
            real *e1, integer *l1, integer *l2)

Параметры

rint1 -
rint2  
вещественные переменные, содержащие вычисленные значения интегралов I1 и I2;
a, b - заданные нижний и верхний пределы интегрирования (тип: вещественный);
f - имя вещественной подпрограммы - функции, вычисляющей подинтегральную функцию  f (x);
ro - заданное значение параметра  ρ (тип: вещественный);
fi - заданное значение параметра  φ (тип: вещественный);
e - заданная абсолютная погрешность вычисления интегралов (тип: вещественный);
alfa -
beta  
заданные начало и конец отрезка, содержащего особенность подинтегральной функции (тип: вещественный);
xa - вещественная переменная, служащая для диагностических сообщений. Hа выходе из подпрограммы xa pавно либо - 3.4e38, если заданная точность достигнута, либо кооpдинате "особенности" подинтегральной функции;
e1 - вещественная переменная, содержащая оценку абсолютной погрешности вычисленного интеграла;
l1, l2 - задают режим работы подпрограммы (тип: целый); при этом, если:
 

l1 = 1 и l2 = 0, то вычисляется интеграл I1;

l1 = 0 и l2 = 1, то вычисляется интеграл I2;

l1 = 1 и l2 = 1, то вычисляются интегралы I1 и I2.

Версии: нет

Вызываемые подпрограммы: нет

Замечания по использованию

  Точка отрезка [α, β] квалифицируется подпрограммой как "особенность" подинтегральной функции, если в ее окрестности шаг интегрирования стал предельно малым.

Пример использования

int main(void)
{
    /* Local variables */
    static float alfa, beta, rint1, rint2, a, b, e;
    extern float f_c();
    extern int qsfar_c(float *, float *, float *, float *, R_fp, float *,
                       float *, float *, float *, float *, float *, float *,
                       int *, int *);
    static float e1;
    static int l1, l2;
    static float fi, xa, ro;

    a = -5.f;
    b = 1e5f;
    alfa = 0.f;
    beta = 1.f;
    ro = 10.f;
    e = 1e-8f;
    fi = 0.f;
    l1 = 1;
    l2 = 0;
    qsfar_c(&rint1, &rint2, &a, &b, (R_fp)f_c, &ro, &fi, &e, &alfa, &beta, &xa,
            &e1, &l1, &l2);

    printf("\n %16.7e %16.7e \n",rint1,rint2);
    printf("\n %16.7e %16.7e %16.7e \n",xa,e1,alfa);
    return 0;
} /* main */

float f_c(float *x)
{
    /* System generated locals */
    float ret_val, r__1;

    /* Builtin functions */
    double exp(double);

/* Computing 2nd power */
    r__1 = *x - 1;
    ret_val = (float)exp((float)(-(r__1 * r__1) / 1e-4f));
    return ret_val;
} /* f_c */


Результаты:

      rint1  =  -0.0096184469316
      ха  =  -3.4e38
      e1  =  5.4581*10-9