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jianchaoyv

金虫 (小有名气)

[交流] [求助]一个关于梯形积分的程序

program D3R1
!driver for routine TRAPZD
real,parameter::nmax=15,pio2=1.5707963
external Func,Fint
real::A=0.0,B=pio2
write(*,'(1x,a)') 'integral of Func with 2^(n-1) points'
write(*,'(1x,a,f10.6)')'actual value of integral is',&
               Fint(B)-Fint(A)
write(*,'(1x,t7,a,t16,a)')'n','Approx.integral'
do i=1,nmax
   call TRAPZD(Func,A,B,s,i)
   write(*,'(1x,i6,f20.6)')i,s
end do
end program D3R1
Function Func(x)
    Func=(x**2)*(x**2-2.0)*sin(x)
end function Func
function Fint(x)
!integral of Func
Fint=4.0*x*((x**2)-7.0)*sin(x)-((x**4)-14.0*(x**2)+28.0)*cos(x)
end function Fint



subroutine TRAPZD(Func,A,B,s,n)
integer::n,tnm
integer,parameter::p=selected_real_kind(6,20)
real(p)::del,sum,x
if(n==1)then
  s=0.5*(b-a)*(Func(a)+Func(b))
  else
  tnm=2**(n-1)

  del=(b-a)/tnm
  x=A
  sum=0.0
  do j=2,tnm
    x=x+del
    sum=sum+Func(x)
       
   end do
   s=0.5*(Func(A)+Func(B)+2*sum)*del
end if
end subroutine TRAPZD
运算的结果如下:
integral of Func with 2^(n-1) points
actual value of integral is -0.479158
      n        Approx.integral
      1            0.905772
      2           -0.020945
      3           -0.361461
      4           -0.449584
      5           -0.471756
      6           -0.477307
      7           -0.478697
      8           -0.479042
      9           -0.479126
     10           -0.479146
     11           -0.479151
     12           -0.479152
     13           -0.479153
     14           -0.479411
     15           -0.479676
Press any key to continue
请问n=14,15 时怎么越不接近真实值?
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abingchem

木虫 (著名写手)

★ ★ ★
sunxiao(金币+3,VIP+0):欢迎参与,加分鼓励 3-30 22:39
俺不会Fortran,对你的程序只能看了个大概.循环部分没有问题,至少写成matlab后执行是正确的:
clear;
clc
b=pi/2
a=0
nse=[];
sse=[];

for n=10:20
tnm=2^(n-1)

del=(b-a)/tnm
x=a
s=0.0

for j=2:tnm
   x=x+del;
   s=s+Func(x);
end
s=0.5*(Func(a)+Func(b)+2*s)*del
nse=[nse n];
sse=[sse s];
end
[nse'  sse']
---------------------------------------------
结果是这样的:
10.00000000000000  -0.47915157829510
  11.00000000000000  -0.47915700215368
  12.00000000000000  -0.47915835811872
  13.00000000000000  -0.47915869710992
  14.00000000000000  -0.47915878185820
  15.00000000000000  -0.47915880304466
  16.00000000000000  -0.47915880834252
  17.00000000000000  -0.47915880966840
  18.00000000000000  -0.47915881000004
  19.00000000000000  -0.47915881008306

有点怀疑的是你的变量s是在哪里初始化的,这个值是应该先初始化为零吧.
冰是从最寒冷的那天开始融化的
2楼2009-03-30 19:53:13
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ycbgyy

木虫 (正式写手)

你的代码是在那个环境里运行的????我也运行一下
3楼2009-03-30 22:44:55
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snoopyzhao

至尊木虫 (职业作家)

俺不懂 f90,写了一个 f77 的程序供你参考。我怀疑是数值类型的问题……
CODE:
C234567
      SUBROUTINE TX(FUNC,A,B,N,S)
      IMPLICIT NONE
      INTEGER N, TNM, I
      DOUBLE PRECISION DEL, SUM, X, A, B, S, FUNC
      EXTERNAL FUNC
      IF( N .EQ. 1) THEN
        S = 0.5D0 * (B - A) * (FUNC(A) + FUNC(B))
      ELSE
        TNM = 2**(N - 1)
        DEL = (B - A) / TNM
        X = A
        SUM = 0.0D0
        DO 5 I = 2, TNM
          X = X + DEL
          SUM = SUM + FUNC(X)
5       CONTINUE
        S=0.5D0*(FUNC(A) + FUNC(B) + 2D0 * SUM) * DEL
      ENDIF
      RETURN
      END

      DOUBLE PRECISION FUNCTION FUNC(X)
      IMPLICIT NONE
      DOUBLE PRECISION X
      FUNC = (X**2) * (X**2 - 2.0D0) * SIN(X)
      RETURN
      END

      PROGRAM MAIN
      IMPLICIT NONE
      INTEGER N, I
      DOUBLE PRECISION S, A, B, FUNC
      EXTERNAL FUNC
      A = 0.0D0
      B = 1.5707963D0
      N = 20
      DO 5 I=1,N
        CALL TX(FUNC,A,B,I,S)
        WRITE(*,'(I4,F20.10)') I, S
5     CONTINUE
      END

运行结果:
CODE:
   1        0.9057727803
   2       -0.0209449905
   3       -0.3614613180
   4       -0.4495837621
   5       -0.4717563216
   6       -0.4773076746
   7       -0.4786960160
   8       -0.4790431327
   9       -0.4791299138
  10       -0.4791516092
  11       -0.4791570331
  12       -0.4791583890
  13       -0.4791587280
  14       -0.4791588128
  15       -0.4791588339
  16       -0.4791588392
  17       -0.4791588406
  18       -0.4791588409
  19       -0.4791588410
  20       -0.4791588410

[ Last edited by snoopyzhao on 2009-4-1 at 13:19 ]
4楼2009-04-01 11:54:19
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abingchem

木虫 (著名写手)

f77写出来程序真是好看,就是写起来麻烦
冰是从最寒冷的那天开始融化的
5楼2009-04-01 12:30:17
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snoopyzhao

至尊木虫 (职业作家)

又看了一下,觉得是数据精度的问题。比如把我给出的那个程序中的 DOUBLE PRECISION 全部换成 REAL 后的结果与 LZ 给出的程序结果是一致的。

所以我觉得问题可能出在 (A-B)/TNM 这一步,因为随着 N 的增加, TNM 会变得很大,而 (A-B)/TNM 则会非常小,由于精度的限制,会造成较大的误差,从而导致最后结果的差异。

所以我建议 LZ 将全部的 REAL 类型的变量换成相当于 fortran 77 中的 DOUBLE PRECISION 或 REAL*8 的精度,应该就不会有问题了。

[ Last edited by snoopyzhao on 2009-4-1 at 17:16 ]
6楼2009-04-01 17:12:33
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