Adloun

L'ordre de convergence des rectangles

Exercice · niveau 2 · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 11 — Informatique et algorithmique · Suites, séries et calculs approchés

Énoncé

Approcher par les rectangles pour . Estimer l'exposant tel que l'erreur se comporte comme .

Corrigé


from math import exp, log

def rectangles(f, a, b, n):        # rectangles a gauche
    h = (b - a) / n
    return h * sum(f(a + i * h) for i in range(n))

f = lambda x: exp(-x * x)
exact = 0.746824132812427
err = {}
for n in (10, 100, 1000):
    err[n] = abs(rectangles(f, 0, 1, n) - exact)
    print(n, err[n])
print("alpha =", log(err[10] / err[1000]) / log(100))

Les erreurs : , , . Chaque fois que est multiplié par , l'erreur est divisée par .

L'exposant : la régression sur les logarithmes donne

L'erreur se comporte donc comme , avec .

D'où vient ce . Sur chaque sous-intervalle, remplacer par sa valeur à gauche commet une erreur d'ordre ; en sommant les morceaux on obtient un terme en .

La comparaison qui compte. Les trapèzes, pour un coût quasi identique, donnent : à leur erreur est de , soit cinq mille fois mieux. Choisir la méthode pèse bien plus lourd que multiplier les points.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.