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Considere a seguinte tabela

x x0 x1 x2

f(x) f(x0) f(x1) f(x2)

onde h1 = x1 − x0 e h2 = x2 − x1. Considere agora o problema de calcular uma aproximação para a integral

x2

x0
f(x) dx

interpolando f(x) por um polinômio de grau 2 utilizando os dados da tabela. Mostre que

x2

x0
f(x) dx ≈

[

2h2
1 + h1h2 − h2
2

6h1
]
f(x0) +

[

(h1 + h2)
3

6h1h2
]
f(x1) +

[

2h2
2 + h1h2 − h2
1

6h1
]
f(x2).

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há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para calcular a aproximação da integral \(\int_{x_0}^{x_2} f(x) \, dx\) utilizando um polinômio de grau 2, podemos usar a interpolação de Lagrange ou a fórmula de Newton-Cotes. 1. Definição dos intervalos: - \(h_1 = x_1 - x_0\) - \(h_2 = x_2 - x_1\) 2. Interpolação: Usamos os pontos \(f(x_0)\), \(f(x_1)\) e \(f(x_2)\) para construir um polinômio de grau 2 que se aproxima de \(f(x)\). 3. Fórmula da integral: A integral pode ser aproximada pela soma ponderada dos valores da função nos pontos \(x_0\), \(x_1\) e \(x_2\), levando em consideração os intervalos \(h_1\) e \(h_2\). 4. Resultado: A aproximação da integral é dada por: \[ \int_{x_0}^{x_2} f(x) \, dx \approx \left[\frac{2h_2^2 + h_1h_2 - h_1^2}{6h_1}\right] f(x_0) + \left[\frac{(h_1 + h_2)^3}{6h_1h_2}\right] f(x_1) + \left[\frac{2h_2^2 + h_1h_2 - h_1^2}{6h_1}\right] f(x_2) \] Essa fórmula considera a contribuição de cada ponto da tabela, ponderada pelos intervalos entre eles.

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