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Romberg-Integration

Pascal

Die Idee der Romberg-Integration ist, zusätzlich zu einer feineren Unterteilung der Intervalle in der Trapezregel den Integrations-Fehler abzuschätzen und in die Integralberechnung mit einzubeziehen (Extrapolation). Dadurch erhöht sich die Ordnung des Fehlergliedes, und man braucht meist wesentlich weniger Iterationsschritte, um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen.

Die Berechnungsvorschrift nach Romberg lautet:

Der Index j bezeichnet die Anzahl der Unterteilungen des Intervalles bei der Trapezregel, k ist ein Maß für die Fehlerordnung der Näherung.

Programmablauf:

  1. Berechne in einem Unterprogramm das Integral über die summierte Trapezformel für 1 Intervall ().
  2. Starte eine Schleife über i und berechne in einem Unterprogramm das Integral über die summierte Trapezformel für Intervalle.
  3. Berechne in einer Schleife über das genäherte Integral mit über die oben angegebene Romberg-Beziehung.
  4. Beende die i-Schleife, falls der maximale Iterationsschritt erreicht ist, oder wenn der Fehler genügend klein ist:


 
Tabellierte Daten können mit der Romberg-Integration meist nicht berechnet werden, da die Schrittweite immer weiter halbierbar sein muß. Hauptanwendung bei analytisch angegebenen Funktionen.

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