6.11
Vermessungsingenieure berechnen oft die Fläche von unebenen Landstreifen, wie zum Beispiel das Gebiet zwischen einer geraden Straße und einem geschwungenen Flussufer.
Da der gekrümmte Rand des Flusses in der Regel keine einfache mathematische Gleichung hat, wird die Simpsonsche Regel verwendet.
Die Simpsonsche Regel, basierend auf einer numerischen Integrationsmethode, schätzt die Fläche nur anhand weniger ausgewählter Messungen.
Hier zeigen diese Proben senkrechte Abstände von der Straße zum Flussufer, gemessen an drei gleichmäßig verteilten Positionen.
Simpsons Regel funktioniert, indem sie mathematisch eine einzigartige Parabel durch diese drei Punkte anpasst.
Die Fläche unter der Parabel wird dann durch Integration der quadratischen Gleichung über dieses Intervall ermittelt.
Nach Lösen des Integrals und Anwendung der Grenzwerte erhält man die Gesamtfläche in Bezug auf h und Konstanten.
Der Mittelpunkt ermöglicht es uns, den konstanten Term C sofort zu finden. Setzt man C in die äußeren Punktausdrücke ein und löst diese Ausdrücke, wird es zu einem Ausdruck in Form von y0, y1 und y2 reduziert.
Schließlich ergibt das Einfügen dieser in unser Integrationsergebnis die Formel für die geschätzte Fläche des unregelmäßigen Landstreifens.
Die Simpsonsche Regel ist ein numerisches Integrationsverfahren zur Näherung des Wertes eines bestimmten Integrals, wenn die exakte Stammfunktion schw…
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