Romberg-Integration
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:
-
Berechne in einem Unterprogramm das Integral über die
summierte Trapezformel für 1 Intervall ().
-
Starte eine Schleife über i und berechne
in einem Unterprogramm das Integral über die
summierte Trapezformel für Intervalle.
-
Berechne in einer Schleife über
das genäherte Integral mit
über die
oben angegebene Romberg-Beziehung.
-
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.