Intégration approchée par la méthode de Gauss
La méthode de quadrature de Gauss (1777-1855) permet de calculer de manière approchée l’intégrale d’une fonction continue sur un intervalle [a;b] mais est parfaitement exacte pour les polynômes de degré inférieur ou égal à 11.
1. Historique
Surnommé « le prince des mathématiciens », Gauss est considéré comme l’un des plus grands mathématiciens de tous les temps. Astronome et physicien aussi bien que mathématicien, il a dirigé l’observatoire de Göttingen mais ne travailla guère comme professeur de mathématiques, car il n’aimait pas enseigner !
Billet de banque allemand à l’effigie de Carl Friedrich Gauss
2. Principe de la méthode de Gauss Méthode de Gauss
Soit P un
polynôme de degré inférieur ou égal à 11.
Gauss a démontré qu’il existe 6 valeurs x1, x2,…, x5, x6 et 6
nombres k1, k2, …, k5, k6 tels
que
. Les valeurs des xi et des ki sont
les suivantes :
x1=-0.932469514 |
k1=0.171324492 |
x2=-0.661209386 |
k2=0.360761573 |
x3=-0.238619186 |
k3=0.467913915 |
x4=-x3 |
k4=k3 |
x5=-x2 |
k5=k2 |
x6=-x1 |
k6=k1 |
3. Un programme de calcul
Le programme qui suit utilise la méthode de Gauss pour calculer l’intégrale sur un intervalle [a;b] d’une fonction f continue sur cet intervalle.
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