Допустим, что
.
Отрезок [a,
b] разделим на N равных частичных отрезков
, где
.
Тогда
. (6.5)
Обозначим среднюю точку
отрезка
через
. (6.6)
Запишем для функции f(x) на каждом их отрезков
формулу Тейлора с
остаточным членом в форме Лагранжа
(6.7)
Подставим в правую часть
соотношения (6.5) вместо f(x) ее представление (6.7) и
получим (6.8):

Используя для вычисления
теорему о среднем
значении интеграла и учитывая, что
, получим
. (6.9)
В силу непрерывности
(x) существует такая точка
, что
. (6.10)
Используя (6.10), получаем
.
или, так как
,
. (6.11)
Приближенное равенство
(6.12)
называется квадратурной
формулой прямоугольников, определяемой узлами
и коэффициентами
. Величина
(6.13)
является остаточным членом
формулы прямоугольников.
Оценка остаточной
погрешности формулы прямоугольников может быть записана в виде
, (6.14)
где
.
Выражения для остаточного
члена (6.13) и остаточной погрешности (6.14) показывают, что формула
прямоугольников (6.12) является точной для любой линейной функции, т.к. вторая
производная такой функции равна нулю и, следовательно,
.
Оценим вычислительную
погрешность
формулы
прямоугольников, которая возникает за счет приближенного вычисления значений
функции f(x) в узлах
.
Пусть, например, значения
в формуле (6.12)
вычислены с одинаковой абсолютной погрешностью
, тогда
. (6.15)