Aproxima $$$\int\limits_{0}^{\pi} \sin{\left(x \right)}\, dx$$$ con $$$n = 6$$$ usando la regla de Simpson
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Tu aportación
Aproximar la integral $$$\int\limits_{0}^{\pi} \sin{\left(x \right)}\, dx$$$ con $$$n = 6$$$ usando la regla de Simpson.
Solución
La regla de 1/3 de Simpson (también conocida como la regla parabólica) usa parábolas para aproximar el área:
$$$\int\limits_{a}^{b} f{\left(x \right)}\, dx\approx \frac{\Delta x}{3} \left(f{\left(x_{0} \right)} + 4 f{\left(x_{1} \right)} + 2 f{\left(x_{2} \right)} + 4 f{\left(x_{3} \right)} + 2 f{\left(x_{4} \right)}+\dots+4 f{\left(x_{n-3} \right)} + 2 f{\left(x_{n-2} \right)} + 4 f{\left(x_{n-1} \right)} + f{\left(x_{n} \right)}\right)$$$
donde $$$\Delta x = \frac{b - a}{n}$$$.
Tenemos que $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}$$$, $$$a = 0$$$, $$$b = \pi$$$ y $$$n = 6$$$.
Por lo tanto, $$$\Delta x = \frac{\pi - 0}{6} = \frac{\pi}{6}$$$.
Divida el intervalo $$$\left[0, \pi\right]$$$ en $$$n = 6$$$ subintervalos de longitud $$$\Delta x = \frac{\pi}{6}$$$ con los siguientes puntos finales: $$$a = 0$$$, $$$\frac{\pi}{6}$$$, $$$\frac{\pi}{3}$$$, $$$\frac{\pi}{2}$$$, $$$\frac{2 \pi}{3}$$$, $$$\frac{5 \pi}{6}$$$, $$$\pi = b$$$.
Ahora, simplemente evalúe la función en estos puntos finales.
$$$f{\left(x_{0} \right)} = f{\left(0 \right)} = 0$$$
$$$4 f{\left(x_{1} \right)} = 4 f{\left(\frac{\pi}{6} \right)} = 2$$$
$$$2 f{\left(x_{2} \right)} = 2 f{\left(\frac{\pi}{3} \right)} = \sqrt{3}\approx 1.732050807568877$$$
$$$4 f{\left(x_{3} \right)} = 4 f{\left(\frac{\pi}{2} \right)} = 4$$$
$$$2 f{\left(x_{4} \right)} = 2 f{\left(\frac{2 \pi}{3} \right)} = \sqrt{3}\approx 1.732050807568877$$$
$$$4 f{\left(x_{5} \right)} = 4 f{\left(\frac{5 \pi}{6} \right)} = 2$$$
$$$f{\left(x_{6} \right)} = f{\left(\pi \right)} = 0$$$
Finalmente, simplemente sume los valores anteriores y multiplíquelos por $$$\frac{\Delta x}{3} = \frac{\pi}{18}$$$: $$$\frac{\pi}{18} \left(0 + 2 + 1.732050807568877 + 4 + 1.732050807568877 + 2 + 0\right) = 2.000863189673536.$$$
Respuesta
$$$\int\limits_{0}^{\pi} \sin{\left(x \right)}\, dx\approx 2.000863189673536$$$A