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Calculateur de la Règle de Simpson

Approchez une intégrale avec le calculateur de la méthode de Simpson de MiniWebtool. Choisissez la règle 1/3 ou 3/8 et le nombre de subdivisions, puis examinez les représentations paraboliques, les étapes du calcul et les estimations d’erreur ou de convergence.

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Calculateur de la Règle de SimpsonEssayez maintenant — gratuit ▼
La règle de Simpson ajuste des paraboles, bien plus proches que des cordes droites

Saisissez f(x), les bornes et n ci-dessous pour obtenir l’estimation par la règle de Simpson 1/3 ou 3/8, avec une estimation de l’erreur, un tableau de convergence et une solution étape par étape.

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Supporte : x^2, sqrt(x), sin(x), cos(x), exp(x), ln(x), pi, e
Note : n sera ajusté au nombre pair le plus proche.
Note : n sera ajusté au multiple de 3 le plus proche.

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Calculateur de la Règle de Simpson

Le Calculateur de la Règle de Simpson est un puissant outil d'intégration numérique qui approxime les intégrales définies en ajustant des courbes paraboliques (règle 1/3) ou des courbes cubiques (règle 3/8) à travers des points d'échantillonnage. Contrairement à la règle des trapèzes qui utilise des lignes droites entre les points, la règle de Simpson capture la courbure de la fonction, offrant une précision de l'ordre O(h⁴) — ce qui en fait l'une des méthodes les plus utilisées en calcul, en ingénierie et en calcul scientifique.

En bref

Le Calculateur de la Règle de Simpson approche une intégrale définie avec la règle 1/3 ou 3/8 et un nombre choisi de sous-intervalles. Il détaille les étapes, illustre les paraboles, compare les méthodes et donne une borne d'erreur.

Calculateur de la Règle de Simpson: fonctionnalités en un coup d’œil
FonctionnalitéCe que vous obtenezIdéal pour
Deux règlesChoisissez la règle 1/3 (paraboles, n pair) ou 3/8 (cubiques, n divisible par 3). Une valeur de n inadéquate est ajustée automatiquement.Intégrales exigeant un n pair ou multiple de 3
Saisie de fonctionSaisissez f(x) avec polynômes, sin, cos, tan, exp, ln, log, sqrt et les constantes pi et e, ainsi que les bornes a et b.Intégrales définies sans primitive fermée immédiatement disponible
Visualisation interactiveDes segments paraboliques sont dessinés sous la courbe ; survolez-les pour voir les aires. Animez la convergence ou réglez n avec un curseur jusqu'à 50.Voir comment davantage de sous-intervalles améliorent l'approximation
Comparaison des méthodesLes résultats des règles de Simpson 1/3 et 3/8, des trapèzes et du point milieu sont affichés côte à côte pour la même fonction et les mêmes bornes.Évaluer la méthode la mieux adaptée
Analyse d'erreurDonne une borne issue de la dérivée quatrième, |E| ≤ (b−a)^5 / (180n^4) × max|f⁽⁴⁾| pour la règle 1/3, ainsi que des estimations de convergence.Préciser la proximité de l'approximation
Étapes détailléesUne solution complète étape par étape est affichée pour chaque règle avec les coefficients de la formule.Présenter le calcul en cours de calcul différentiel ou d'analyse numérique

Caractéristiques principales

∿
Prise en charge de la double règle
Choisissez entre la règle de Simpson 1/3 (interpolation quadratique, n pair) et la règle 3/8 (interpolation cubique, n divisible par 3). Les deux sont calculées avec des solutions complètes MathJax étape par étape.
📐
Visualisation interactive
Visualisez les segments paraboliques tracés sous la courbe. Survolez pour mettre en évidence des segments individuels et voir leurs aires. Animez la convergence ou utilisez le curseur pour explorer différentes valeurs de n.
⚖
Comparaison des méthodes
Comparez automatiquement les résultats de Simpson 1/3, 3/8, des trapèzes et du point milieu côte à côte pour la même fonction et les mêmes bornes. Voyez quelle méthode donne la meilleure approximation.
⚡
Analyse d'erreur
Calcul automatique de la borne d'erreur à l'aide de la quatrième dérivée. La formule d'erreur \( |E_S| \leq \frac{(b-a)^5}{180n^4} \max|f^{(4)}| \) vous indique exactement la précision de votre approximation.

Comment utiliser le Calculateur de la Règle de Simpson

  1. Entrez votre fonction — Tapez une expression mathématique f(x) telle que x^2, sin(x), exp(-x^2), ou toute combinaison de fonctions supportées.
  2. Définissez les bornes d'intégration — Entrez la borne inférieure (a) et la borne supérieure (b), et choisissez le nombre de sous-intervalles (n).
  3. Choisissez une règle — Sélectionnez la règle de Simpson 1/3 (nécessite n pair, ajusté automatiquement s'il est impair) ou la règle 3/8 (nécessite n divisible par 3, ajusté automatiquement).
  4. Cliquez sur Calculer — L'outil calcule l'approximation avec une solution complète étape par étape rendue en MathJax.
  5. Explorez les résultats — Interagissez avec la visualisation parabolique, examinez les aires par segment, comparez les méthodes et étudiez l'analyse de convergence.

Explication de la Règle de Simpson 1/3

La règle de Simpson 1/3 composée divise [a, b] en n sous-intervalles égaux (n doit être pair) et ajuste une parabole à travers chaque groupe de trois points consécutifs :

$$S_n = \frac{\Delta x}{3} \left[ f(x_0) + 4f(x_1) + 2f(x_2) + 4f(x_3) + 2f(x_4) + \cdots + 4f(x_{n-1}) + f(x_n) \right]$$

où \( \Delta x = \frac{b - a}{n} \). Les coefficients suivent le motif 1, 4, 2, 4, 2, ..., 4, 1. Chaque paire de sous-intervalles utilise un polynôme quadratique qui passe par trois points, capturant la courbure de la fonction bien mieux qu'une interpolation linéaire.

Explication de la Règle de Simpson 3/8

La règle 3/8 utilise une interpolation cubique sur des groupes de trois sous-intervalles (n doit être divisible par 3) :

$$S_{3/8} = \frac{3\Delta x}{8} \left[ f(x_0) + 3f(x_1) + 3f(x_2) + 2f(x_3) + 3f(x_4) + \cdots + f(x_n) \right]$$

Les coefficients suivent le motif 1, 3, 3, 2, 3, 3, 2, ..., 3, 3, 1. Bien que les deux règles atteignent une précision d'ordre O(h⁴), la règle 3/8 est utile lorsque n n'est pas pair.

Comparaison des erreurs

Calculateur de la Règle de Simpson: Comparaison des erreurs
MéthodeOrdre d'erreurBorne d'erreurExacte pour
Trapèzes\( O(h^2) \)\( \frac{(b-a)^3}{12n^2} \max|f''| \)Fonctions linéaires
Simpson 1/3\( O(h^4) \)\( \frac{(b-a)^5}{180n^4} \max|f^{(4)}| \)Polynômes cubiques et inférieurs
Simpson 3/8\( O(h^4) \)\( \frac{(b-a)^5}{80n^4} \max|f^{(4)}| \)Polynômes cubiques et inférieurs

Doubler n réduit l'erreur de la règle de Simpson par environ 16×, contre seulement 4× pour la règle des trapèzes. Cela permet à la règle de Simpson de converger beaucoup plus rapidement pour les fonctions lisses.

Quand utiliser chaque règle

Fonctions supportées

Ce calculateur supporte une large gamme de fonctions mathématiques :

Foire aux questions

Qu'est-ce que la règle de Simpson ?
La règle de Simpson est une méthode d'intégration numérique qui approxime les intégrales définies en ajustant des paraboles (ou des courbes cubiques) à travers des points d'échantillonnage. Elle est nettement plus précise que la règle des trapèzes pour les fonctions lisses, avec une erreur d'ordre O(h⁴) contre O(h²).
Quelle est la différence entre les règles de Simpson 1/3 et 3/8 ?
La règle de Simpson 1/3 utilise une interpolation quadratique (parabolique) sur des paires de sous-intervalles et nécessite un nombre pair de sous-intervalles. La règle de Simpson 3/8 utilise une interpolation cubique sur des triplets de sous-intervalles et nécessite que n soit divisible par 3. La règle 1/3 est généralement plus précise pour un même n, mais la règle 3/8 est utile lorsque n n'est pas pair.
Pourquoi la règle de Simpson 1/3 nécessite-t-elle un nombre pair de sous-intervalles ?
La règle de Simpson 1/3 fonctionne en ajustant une parabole à travers trois points consécutifs (deux sous-intervalles à la fois). Comme chaque segment parabolique couvre exactement 2 sous-intervalles, le nombre total de sous-intervalles doit être pair pour une couverture complète.
Quelle est la précision de la règle de Simpson par rapport à la règle des trapèzes ?
La règle de Simpson 1/3 a une erreur de O(h⁴), tandis que la règle des trapèzes a une erreur de O(h²). Cela signifie que doubler le nombre de sous-intervalles réduit l'erreur de Simpson d'environ 16 fois, contre seulement 4 fois pour la règle des trapèzes. Pour les fonctions lisses, la règle de Simpson est nettement plus précise.
Quelles fonctions puis-je saisir dans le calculateur ?
Vous pouvez saisir des polynômes comme x^2 ou x^3-2x+1, des fonctions trigonométriques comme sin(x) et cos(x), des fonctions exponentielles et logarithmiques comme exp(x) et ln(x), des racines comme sqrt(x), et des combinaisons. Les constantes pi et e sont également supportées. Utilisez ^ pour les exposants et la notation de fonction standard.

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"Calculateur de la Règle de Simpson" sur https://MiniWebtool.com/fr/calculateur-de-la-regle-de-simpson/ de MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

par l'équipe miniwebtool. Mis à jour : 2026-04-05

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