\section*{Aufgabe 4} \subsection*{Teilaufgabe a)} \begin{enumerate} \item Ordnung 3 kann durch geschickte Gewichtswahl erzwungen werden. \item Ordnung 4 ist automatisch gegeben, da die QF symmetrisch sein soll. \item Aufgrund der Symmetrie gilt Äquivalenz zwischen Ordnung 5 und 6. Denn eine hätte die QF Ordnung 5, so wäre wegen der Symmetrie Ordnung 6 direkt gegeben. Ordnung 6 wäre aber bei der Quadraturformel mit 3 Knoten das Maximum, was nur mit der Gauß-QF erreicht werden kann. Da aber $c_1 = 0$ gilt, kann es sich hier nicht um die Gauß-QF handeln. Wegen erwähnter Äquivalenz kann die QF auch nicht Ordnung 5 haben. \end{enumerate} Da $c_1 = 0$ gilt, muss $c_3 = 1$ sein (Symmetrie). Und dann muss $c_2 = \frac{1}{2}$ sein. Es müssen nun die Gewichte bestimmt werden um Ordnung 3 zu garantieren mit: \begin{align} b_i &= \int_0^1 L_i(x) \mathrm{d}x\\ b_1 &= \frac{1}{6},\\ b_2 &= \frac{4}{6},\\ b_3 &= \frac{1}{6} \end{align} \subsection*{Teilaufgabe b)} Als erstes ist festzustellen, dass es sich hier um die Simpsonregel handelt und die QF \begin{align} \int_a^b f(x) \mathrm{d}x &= (b-a) \cdot \frac{1}{6} \cdot \left ( f(a) + 4 \cdot f(\frac{a+b}{2}) + f(b) \right ) \end{align} ist. Wenn diese nun auf $N$ Intervalle aufgepflittet wird gilt folgendes: \begin{align} h &= \frac{(b-a)}{N} \\ \int_a^b f(x) \mathrm{d}x &= h \cdot \frac{1}{6} \cdot \left [ f(a) + f(b) + 2 \cdot \sum_{i=1}^{N-1} f(a + i \cdot h) + 4 \cdot \sum_{l=0}^{N-1} f(a + \frac{1}{2} \cdot h + l \cdot h)\right ] \end{align} $\sum_{i=1}^{N-1} f(a + i \cdot h)$ steht für die Grenzknoten (deshalb werden sie doppelt gezählt). Von den Grenzknoten gibt es insgesamt $N-2$ Stück, da die tatsächlichen Integralgrenzen $a$ und $b$ nur einmal in die Berechnung mit einfließen. $\sum_{l=0}^{N-1} f(a + \frac{1}{2} \cdot h + l \cdot h)$ sind die jeweiligen mittleren Knoten der Intervalle. Davon gibt es $N$ Stück. \subsection*{Teilaufgabe c)} Diese Aufgabe ist nicht relevant, da Matlab nicht Klausurrelevant ist.