Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Полином Лагранжа
Решение ищем в виде , где – базисные полиномы -й степени, для которых выполняется условие: . Убедимся в том, что если такие полиномы построены, то будет удовлетворять условиям интерполяции: Каким образом построить базисные полиномы? Определим , . Легко понять, что , , и т.д. Функция является полиномом –й степени от и для нее выполняются условия «базисности»: , т.е. ; . Таким образом, нам удалось решить задачу о построении интерполирующего полинома -й степени, и для этого не нужно решать СЛАУ. Полином Лагранжа можно записать в виде компактной формулы: . Погрешность этой формулы можно оценить, если исходная функция имеет производные до порядка: . Из этой формулы следует, что погрешность метода зависит от свойств функции , а также от расположения узлов интерполяции и точки . Как показывают расчетные эксперименты, полином Лагранжа имеет малую погрешность при небольших значениях . При бό льших погрешность начинает расти, что свидетельствует о том, что метод Лагранжа не сходится (т.е. его погрешность не убывает с ростом ). Рассмотрим частные случаи. Пусть , т.е. заданы значения функции только в двух точках. Тогда базовые полиномы имеют вид: , , , т.е. получаем формулы кусочно-линейной интерполяции. Пусть . Тогда: , , , . В результате мы получили формулы, так называемой квадратичной или параболической интерполяции. ПРИМЕР 3.3. Задана таблица значений функции:
Требуется найти значение функции при , используя интерполяционный полином Лагранжа. Для этого случая , т.е. полином Лагранжа имеет третий порядок. Вычислим значения базисных полиномов при : , , , Итак, интерполирующая функция принимает в точке 1 значение -0, 129.
|