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Em um experimento de laboratório, um engenheiro civil precisa calcular numericamente a integral de uma função contínua e quatro vezes diferenciável que modela a dissipação de calor em uma barra metálica. Ele utiliza a regra de Simpson e observa que, ao dobrar o número de subintervalos de n para 2n, o erro da aproximação reduz-se significativamente. Considerando a relação entre o erro da regra de Simpson e o número de subintervalos, bem como a comparação com a regra trapezoidal, é correto afirmar que: Múltipla Escolha: A regra de Simpson apresenta ordem de convergência inferior à da regra trapezoidal, pois ao ajustar polinômios quadráticos por partes ela introduz maior erro de truncamento do que a aproximação linear por partes da regra trapezoidal. A regra de Simpson não apresenta melhora significativa na precisão quando se aumenta o número de subintervalos, pois seu erro depende exclusivamente da continuidade da função e não do tamanho do passo Δx. A regra de Simpson e a regra trapezoidal apresentam a mesma ordem de convergência, pois ambas pertencem à família das fórmulas de Newton-Cotes e seus erros são proporcionais a (Δx)² para qualquer função contínua. A regra de Simpson apresenta ordem de convergência superior à da regra trapezoidal, pois seu erro é proporcional a (Δx)⁴, enquanto o erro da regra trapezoidal é proporcional a (Δx)², fazendo com que a redução do erro ao refinar a malha seja mais acentuada.
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Francisco Geraldo

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

A resposta correta é: A regra de Simpson apresenta ordem de convergência superior à da regra trapezoidal, pois seu erro é proporcional a (Δx)⁴, enquanto o erro da regra trapezoidal é proporcional a (Δx)², fazendo com que a redução do erro ao refinar a malha seja mais acentuada. Explicação passo a passo: - A regra trapezoidal tem erro proporcional a (Δx)². - A regra de Simpson, que usa polinômios quadráticos, tem erro proporcional a (Δx)⁴. - Isso significa que, ao diminuir o tamanho do passo (Δx), o erro da regra de Simpson diminui muito mais rápido que o da regra trapezoidal. - Por isso, ao dobrar o número de subintervalos (reduzindo Δx pela metade), o erro da regra de Simpson reduz significativamente mais do que o da regra trapezoidal.

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