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用Scratch实现的梯形法求定积分

Scratch 少儿编程 4015浏览 0评论

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在编程教学中,讲到循环时,都会用积分来举例和做练习。今天我们谈谈用梯形法求定积分。用Scratch实现的梯形法求定积分

 

 

原理:设有函数f(x),它的区间[a,b]上的定积分,等于其与X轴之间包围的面积。

 

将区间[a,b]分成若干等分。假定每等分的长度为h,则等分数N为:

用Scratch实现的梯形法求定积分

 

曲线与X轴之间的面积,可以看成是这N个梯形的面积之和,

用Scratch实现的梯形法求定积分

 

设函数在端点处的函数值为f(a)和f(b),则有,

用Scratch实现的梯形法求定积分

 

实例:计算下列函数的定积分值,

用Scratch实现的梯形法求定积分

其中h = 0.002。

 

程序:利用Scratch编程的算法部分如下:

用Scratch实现的梯形法求定积分

用Scratch实现的梯形法求定积分

其中各变量的含义如程序所示,a为积分下限,b为积分上限,H为步长,N为积分次数。

 

s1为积分下限函数值,s2为积分上限函数值,s3为中间求和部分。k为循环变量,temp为中间变量。

 

子程序“计算函数值”的程序如下:

用Scratch实现的梯形法求定积分

其中x是自变量,temp是计算的函数值。

 

由于Scratch不支持参数传递,所以通过全局变量进行传值。

 

计算结果如图所示:

用Scratch实现的梯形法求定积分

 

后记:发现没有,计算结果等于圆周率π。哇!怎么这么奇妙?原来该积分可以得出原函数:

用Scratch实现的梯形法求定积分

这是另外一种可以精确求出圆周率Pi的方式。

 

另外,为了让程序更富有表现力,生成了函数f(x)的图像,并配上了坐标轴和刻度,以及Scratch那只无处不在的小猫咪。

始发于微信公众号:
全不知老师

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