计算方法第4章-多项式插值方法
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习题44.1 给出概率积分dx ex f xx⎰-=22)(π的数据表:试用二次插值计算)472.0(f .4.3 设j x 为互异节点(n j ,,1,0 =),求证(1)),,1,0()(0n k x x l xnj kj kj=≡∑=(2) ),,1,0(0)()(0n k x l x xnj j kj=≡-∑=4.4 若1)(57++=x x x f ,则=]2,,2,2[710 f ,=]2,,2,2[810 f 。
4.5 若n n y 2=,求n y 2∆和n y 4∆.4.6 设)5,4,3,2,1,0(=i x i 为互异节点,)(x l i 为对应的5次Lagrange 插值基函数,则∑==+++523)()12(i i i i ix l x x x___________________。
4.7 证明两点三次Hermite 插值余项是),(,)())((!41)(1212)4(3++∈--=k k k k x x x x x x fx R ξξ4.8 设ji j nji j i x x x x x l --=∏≠=1)(是Lagrange 基函数,则⎩⎨⎧=)(j i x l 。
4.9求一个次数不超过4次的多项式)(x P ,使它满足,1)2(,1)1()1(,0)0()0(=='=='=P P P P P ,并写出其余项表达式。
4.10 求一个四次插值多项式)(x H ,使0=x 时,2)0(',1)0(-=-=H H ;而1=x 时,20)1(",10)1(',0)1(===H H H ,并写出插值余项的表达式。
4.11 构造适合下列数据表的三次样条插值函数S (x )4.12 已知实验数据试用最小二乘法求经验直线x a a y 10+=。
4.13利用最小二乘法求一个形如2210)(x a x a a x y ++=的经验公式,使它与下列数据拟合:4.14 用最小二乘法求一个形如2bx a y +=的经验公式,使与下列数据相拟合。
多项式插值计算方法引言:在数学和计算机科学中,插值是一种常见的数值计算方法,用于通过已知的数据点来估计未知的数据点。
多项式插值是插值方法中的一种,通过构造一个多项式函数来逼近数据点,从而实现插值的目的。
本文将介绍多项式插值的基本概念、计算方法和应用领域。
一、多项式插值的基本概念多项式插值是指通过已知的n个数据点(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn),构造一个n次多项式函数P(x)来逼近这些数据点。
通过将P(x)代入已知的数据点,可以满足P(xi) = yi,即多项式函数经过已知数据点。
二、多项式插值的计算方法1. 拉格朗日插值法拉格朗日插值法是一种常用的多项式插值计算方法。
通过构造一个满足已知数据点的n次多项式函数P(x),可以使用拉格朗日插值公式来计算多项式的系数。
具体步骤如下:- 构造插值多项式P(x) = L1(x)y1 + L2(x)y2 + ... + Ln(x)yn,其中Li(x)为拉格朗日基函数。
- 拉格朗日基函数的计算公式为Li(x) = Π(j=1 to n, j ≠ i)(x-xj)/(xi-xj),即除了第i个数据点外,其他数据点的插值基函数的乘积。
- 将已知数据点代入插值多项式,可以得到相应的系数,进而得到插值多项式P(x)。
2. 牛顿插值法牛顿插值法是另一种常用的多项式插值计算方法。
通过构造一个满足已知数据点的n次多项式函数P(x),可以使用牛顿插值公式来计算多项式的系数。
具体步骤如下:- 构造插值多项式P(x) = c0 + c1(x-x0) + c2(x-x0)(x-x1) + ... + cn(x-x0)(x-x1)...(x-xn-1),其中ci为差商。
- 差商的计算公式为ci = f[x0, x1, ..., xi]/(xi-x0)(xi-x1)...(xi-xi-1),即已知数据点的函数值的差商。
- 使用差商递推公式可以计算出所有的差商,进而得到插值多项式P(x)。
多项式插值计算方法一、引言多项式插值是数值分析中常用的一种方法,它可以通过已知的数据点来构造一个多项式函数,从而在数据点之间进行插值。
多项式插值方法在实际应用中具有广泛的用途,例如图像处理、数据拟合、信号处理等领域。
本文将介绍多项式插值的基本原理和几种常用的计算方法。
二、基本原理多项式插值的基本原理是通过已知的数据点来构造一个多项式函数,使得该函数经过这些数据点。
假设已知的数据点为(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn),其中xi和yi分别表示自变量和因变量的取值。
我们希望找到一个多项式函数P(x),使得P(xi) = yi。
根据插值定理,只要选取足够多的数据点,就可以找到一个唯一的多项式函数满足插值条件。
三、拉格朗日插值法拉格朗日插值法是一种常用的多项式插值方法。
它基于拉格朗日插值多项式的思想,通过构造一个n次多项式来实现插值。
具体步骤如下:1. 根据已知的n+1个数据点,构造拉格朗日插值多项式的基函数Li(x),其中i表示第i个数据点。
2. 将基函数Li(x)与对应的因变量yi相乘,得到Li(x)*yi。
3. 将所有的Li(x)*yi相加,得到最终的插值多项式P(x)。
4. 将自变量x代入插值多项式P(x)中,即可得到对应的插值结果。
拉格朗日插值法的优点是简单易懂,计算量较小。
但当数据点较多时,计算复杂度会增加,同时在边界处的插值结果可能会出现较大误差。
四、牛顿插值法牛顿插值法是另一种常用的多项式插值方法。
它基于差商的概念,通过构造一个n次多项式来实现插值。
具体步骤如下:1. 根据已知的n+1个数据点,计算差商表。
2. 根据差商表的值,构造牛顿插值多项式。
3. 将自变量x代入插值多项式中,即可得到对应的插值结果。
牛顿插值法的优点是计算效率高,尤其适用于数据点较多的情况。
但在插值区间较大时,插值结果可能会出现振荡现象。
五、埃尔米特插值法埃尔米特插值法是一种基于导数信息的多项式插值方法。
多项式插值计算方法引言:多项式插值是数值分析中常用的一种方法,用于通过已知数据点构造一个多项式函数,以逼近或插值这些数据点。
本文将介绍多项式插值的基本概念、插值多项式的计算方法以及应用场景。
一、多项式插值的基本概念在实际问题中,我们经常需要通过有限个数据点来近似或还原一个函数。
多项式插值是一种常见的数值方法,通过构造一个多项式函数来逼近或插值已知的数据点。
多项式插值的基本思想是:假设我们有n+1个数据点(x0, y0), (x1, y1), ..., (xn, yn),其中xi为已知的节点,yi为对应的函数值。
我们希望找到一个次数不超过n的多项式P(x),使得P(xi)=yi。
这个多项式P(x)就是我们要求解的插值多项式。
二、拉格朗日插值多项式的计算方法拉格朗日插值多项式是多项式插值的一种常用方法。
它的基本思想是构造n次多项式,使得多项式在每个节点上都满足插值条件。
具体计算步骤如下:1. 根据已知的n+1个数据点(x0, y0), (x1, y1), ..., (xn, yn),构造n 次拉格朗日基函数:Li(x) = Π[j=0, j≠i]^(n) (x-xj) / (xi-xj),其中i=0,1,...,n。
2. 构造拉格朗日插值多项式:P(x) = Σ[i=0]^(n) yi * Li(x),其中i=0,1,...,n。
三、牛顿插值多项式的计算方法牛顿插值多项式是另一种常用的多项式插值方法。
它的基本思想是通过差商来递推计算插值多项式的系数。
具体计算步骤如下:1. 根据已知的n+1个数据点(x0, y0), (x1, y1), ..., (xn, yn),计算差商表:f[x0] = y0,f[x1] = (y1-y0) / (x1-x0),f[x2] = (f[x2]-f[x1]) / (x2-x1),...f[xn] = (f[xn]-f[xn-1]) / (xn-xn-1)。
2. 构造牛顿插值多项式:P(x) = f[x0] + Σ[i=1]^(n) f[x0, x1, ..., xi] * Π[j=0]^(i-1) (x-xj),其中i=1,2,...,n。