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  • Méthode des rectangles à gauche - Méthode des rectangles à droite

    Formulaire de report


    Définition

    Approximation d'une intégrale par la méthode des rectangles à gauche ou à droite : $$\begin{align} {{J_k^{RG}(f)}}&={{(x_{k+1}-x_k)f(x_k)}}\\ {{J_k^{RD}(f)}}&={{(x_{k+1}-x_k)f(x_{k+1})}}\end{align}$$
    Méthode des rectangles aux points milieux

    Erreur

    Pour la méthode des rectangles à gauche, $$\varepsilon_f(h)\leqslant{{\frac{b-a}2\max_{[a,b]}\lvert f'\rvert h}}$$
    Montrer que pour la méthode des rectangles à gauche, $$\varepsilon_f(h)\leqslant{{\frac{b-a}2\max_{[a,b]}\lvert f^\prime\rvert h}}$$

    Appliquer la relation de Chasles sur l'intégrale
    On a $$\begin{align}\varepsilon_f(h)&=\left\lvert\int^b_af(x)\,dx-\sum^{N-1}_{k=0}(x_{k+1}-x_k)f(x_k)\right\rvert\\ &=\left\lvert\sum^{N-1}_{k=0}\int^{x_{k+1}}_{x_k}f(x)\,dx-\sum^{N-1}_{k=0}\int^{x_{k+1}}_{x_k}f(x_k)\,dx\right\rvert\end{align}$$

    Inégalité triangulaire
    $$\leqslant\sum^{N-1}_{k=0}\int^{x_{k+1}}_{x_k}\left\lvert f(x)-f(x_k)\right\rvert\,dx$$

    Or, $$\lvert f(x)-f(x_k)\rvert\leqslant\max_{[a,b]}\lvert f^\prime\rvert\lvert x-x_k\rvert$$

    Injecter dans l'expression de \(\varepsilon\)
    $$\implies\varepsilon_f(h)\leqslant\sum^{N-1}_{k=0}\max\lvert f^\prime\rvert\int^{x_{k+1}}_{x_k}(x-x_k)\,dx$$

    Résolution de l'intégrale
    $$\leqslant\frac{\max_{[a,b]}\lvert f^\prime\rvert}2\sum^{N-1}_{k=0}(x_{k+1}-x_k)^2=$$

    Résolution de la somme
    $$\leqslant\frac{\max_{[a,b]}\lvert f^\prime\rvert}2Nh^2$$

    Remplacer \(N\) par \((b-a)/h\)

    $$\leqslant\frac{\max_{[a,b]}\lvert f^\prime\rvert}2(b-a)h$$



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    • Méthodes d'intégration numérique