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拉格朗日插值法.doc

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文档介绍

文档介绍:-
. z.
 拉格朗日〔Lagrange〕插值
  可对插值函数选择多种不同的函数类型,由于代数多项式具有简单和一些良好的特性,例如,多项式是无穷光滑的,容易计算它的导数和插值
给定三个插值点 ,,其中互不相等,怎样构造函数的二次的〔抛物线〕插值多项式.
  平面上的三个点能确定一条次曲线,。
三个插值点的二次插值
  仿造线性插值的拉格朗日插值,即用插值基函数的方法构造插值多项式。设
-
. z.
  每个基函数是一个二次函数,对来说,要求是它的零点,因此可设
  同理,也相对应的形式,得
  将代入,得
  同理将代入得到和的值,以及和的表达式。
  也容易验证:
  插值基函数仍然满足:
二次插值函数误差:
  上式证明完全类似于线性插值误差的证明,故省略。
  插值作为函数逼近方法,常用来作函数的近似计算。当计算点落在插值点区间之内时叫做内插,否则叫做外插。内插的效果一般优于外插。
给定。构造线性插值函数并用插值函数计算和
  解:构造线性插值函数:
  分别将代入上式,得
,准确值
,准确值
给定。构造二次插值函数并计算。
  解:
,准确值
要制做三角函数的函数 值表,表值有四位小数,要求用线性插值引起的截断误差不超过表值的舍入误差,试决定其最大允许步长。
解:设最大允许步长
次拉格朗日插值多项式
给定平面上两个互不一样的插值点 ,有且仅有一条通过这两点的直线;给定平面上三个互不一样的插值点,有且仅有一条通过这三个点的二次曲线;给定平面上个互不一样的插值点,互不一样是指
-
. z.
互不相等,是否有且仅有一条不高于次的插值多项式曲线,如果曲线存在,则如何简单地作出这条次插值多项式曲线.
  分析:次多项式,它完全由个系数决定。假设曲线通过给定平面上个互不一样的插值点,则应满足,事实上一个插值点就是一个插值条件。
  将依次代入中得到线性方程组:
〔〕
  方程组的系数行列式是范德蒙〔Vandermonde〕行列式:
  当互异时,,所以方程组〔〕的解存在且惟一。。
  通过求解〔〕得到插值多项式 ,因其计算量太大而不可取,仿照线性以及二次插值多项式的拉格朗日形式,我们可构造次拉格朗日插值多项式。
  对于个互不一样的插值节点,由次插值多项式的惟一性,可对每个插值节点作出相应的次插值基函数。
  要求是,的零点,因此可设
  由将代入,得到
   〔〕
  作其组合:
〔〕
  则不高于次且满足,故就是关于插值点
-
. z.
的插值多项式,这种插值形式称为拉格朗日插值多项式。称为关于节点的拉格朗日基函数。
给出以下插值节点数据,做三次拉格朗日插值多项式,并计算〔〕。
-

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