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シンプソンの公式

索引 シンプソンの公式

ンプソンの公式(シンプソンのこうしき、Simpson's rule) とは、数値解析の分野において、次の積分の近似値を得る方法である。 「シンプソンの公式」という名前は、トーマス・シンプソンにちなんだものである。.

12 関係: 偶数多項式二次関数区間ラグランジュ補間トーマス・シンプソンニュートン・コーツの公式分割積分法誤差近似値数値解析

偶数

偶数(ぐうすう、even number) とは、 を約数に持つ整数、すなわち で割り切れる整数のことをいう。逆に で割り切れない整数のことは、奇数という。 具体的な偶数の例として などが挙げられる。これらはそれぞれ に等しいため、 で割っても余りが生じず、 で割り切ることができる。 より派生して、 で割り切れるが では割り切れない整数を単偶数または半偶数という。これに対して、 で割り切れる整数を複偶数 または全偶数という。 偶数と奇数は、偶数全体、奇数全体をそれぞれ 1 つの元と見て、2 つの元からなる有限体の例を与える。.

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多項式

数学における多項式(たこうしき、poly­nomial)は、多数を意味するpoly- と部分を意味する -nomen あるいは nomós を併せた語で、定数および不定元(略式ではしばしば変数と呼ぶ)の和と積のみからなり、代数学の重要な対象となる数学的対象である。歴史的にも現代代数学の成立に大きな役割を果たした。 不定元がひとつの多項式は、一元多項式あるいは一変数多項式 と呼ばれ、不定元を とすれば のような形をしている。各部分 "", "", "", "" のことを項(こう、)と呼ぶ。一つの項だけからできている式を単項式 (monomial)、同様に二項式 (binomial)、三項式 (trinomial) などが、-nomial にラテン配分数詞を付けて呼ばれる。すなわち、多項式とは「多数」の「項」を持つものである。単項式の語が頻出であることに比べれば、二項式の語の使用はやや稀、三項式あるいはそれ以上の項数に対する語の使用はごく稀で一口に多項式として扱う傾向があり、それゆえ単項式のみ多項式から排他的に分類するものもある。また多項式のことを整式 (integral expression) と呼ぶ流儀もある。 多項式同士の等式として与えられる方程式は多項式方程式と呼ばれ、特に有理数係数の場合において代数方程式という。多項式方程式は多項式函数の零点を記述するものである。 不定元がふたつならば二元 (bivariate), 三つならば三元 (trivariate) というように異なるアリティを持つ多元多項式が同様に定義できる。算術あるいは初等代数学において、数の計算の抽象化として実数(あるいは必要に応じてより狭く有理数、整数、自然数)を代表する記号としての「文字」変数を伴う「」およびその計算を扱うが、それは大抵の場合多変数の多項式である。 本項では主として一元多項式を扱い、多元の場合にも多少触れるが、詳細は多元多項式の項へ譲る。.

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二次関数

二次関数はグラフでは放物線を表す。図はy.

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区間

区間(くかん).

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ラグランジュ補間

数値解析におけるラグランジュ補間(ラグランジュほかん、Lagrange polynomial)は多項式補間に用いられる。相異なる点の集合 および数値 に対し、そのラグランジュ補間多項式は、各 において対応する値として をとるような次数最小の多項式である。このように次数最小の多項式は一意に決まるが、決定する方法は複数存在するため、「ラグランジュ補間多項式」という名称をその一意な多項式の「ラグランジュ形」というふうに言及するのは正確でない。 名称はジョセフ・ルイ・ラグランジュに因んだものだが、ラグランジュの発表する1795年よりも以前に、この方法を初めて発見したのは1779年のエドワード・ワーリングである。ラグランジュの結果はレオンハルト・オイラーが1783年に発表したより複雑な形の公式の簡単な帰結となるものであった ラグランジュ補間多項式は数値積分法の一種ニュートン–コーツ法でも用いられ、また有限体上で計算されたラグランジュ補間多項式は暗号理論におけるでも用いられる。 ラグランジュ補間は巨大振幅に関するルンゲ現象の影響を受けやすい。また評価点 の変更に関して補間の計算を全くやり直す必要があるから、そのような目的では変更が容易にできるニュートン補間がしばしば用いられる。.

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トーマス・シンプソン

トーマス・シンプソン(英: Thomas Simpson、1710年8月20日 - 1761年5月14日)は、イギリスの数学者にして発明家。定積分の近似を求めるシンプソンの公式に名を残している(エポニム)。ただし、この公式は、200年前にヨハネス・ケプラーにより:de:Keplersche Fassregel として発見されている。 レスターシャー Market Bosworth 生まれ。織工の息子であり、独学で数学を学び、その後占星術に転向。しかし、ある騒ぎを起こして、妻と共にダービーに逃れなければならなくなった。後にロンドンに移住。 1743年から、王立陸軍士官学校で数学を教えるようになった。 シンプソンの公式として知られるようになった手法は以前からよく知られていて、1639年にボナヴェントゥーラ・カヴァリエーリ(ガリレオの弟子)が使ったことが明らかである。後にジェームズ・グレゴリーが再発見し、シンプソンの公式と名づけられた。.

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ニュートン・コーツの公式

ニュートン・コーツの公式(ニュートン・コーツのこうしき、Newton-Cotes formulae, Newton-Cotes rules)とは、等間隔の点における被積分関数の値に基づく数値積分法の総称である。名前はアイザック・ニュートンとロジャー・コーツに由来する。 ニュートン・コーツの公式は、等間隔の点での被積分関数の値が与えられた場合に有用である。もし他の点での値も求められるならば、ガウス求積やなどの他の方法の方が適している場合もある。.

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分割

分割(ぶんかつ).

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積分法

積分法(せきぶんほう、integral calculus)は、微分法と共に微分積分学で対を成す主要な分野である。 実数直線上の区間 [a, b] 上で定義される実変数 x の関数 f の定積分 (独: bestimmte Integral, 英: definite integral, 仏: intégrale définie) は、略式的に言えば f のグラフと x-軸、および x.

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誤差

誤差(ごさ、error)は、測定や計算などで得られた値 M と、指定値あるいは理論的に正しい値あるいは真値 T の差 ε であり、 で表される。.

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近似値

近似値(きんじち)とは、必要とされる誤差の範囲内で、ある数を表していると思って構わない数値のこと。あるいはある数の情報を一部削って得られる値、すなわちある数値に対して端数処理を施した値(数値を「丸め」たもの)である。.

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数値解析

バビロニアの粘土板 YBC 7289 (紀元前1800-1600年頃) 2の平方根の近似値は60進法で4桁、10進法では約6桁に相当する。1 + 24/60 + 51/602 + 10/603.

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