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拉格朗日插值基函数(拉格朗日插值基函数的特点)

来源:www.homebrew.com.cn   时间:2023-01-02 00:48   点击:213  编辑:admin 手机版

1. 拉格朗日插值基函数的特点

一.线性插值(一次插值) 已知函数f(x)在区间[xk ,xk+1 ]的端点上的函数值yk =f(xk ), yk+1 = f(xk+1 ),求一个一次函数y=P1 (x)使得yk =f(xk ),yk+1 =f(xk+1 ), 其几何意义是已知平面上两点(xk ,yk ),(xk+1 ,yk+1 ),求一条直线过该已知两点。

首先,插值法是:利用函数f (x)在某区间中插入若干点的函数值,作出适当的特定函数,在这些点上取已知值,在区间的其他点上用这特定函数的值作为函数f (x)的近似值,这种方法称为插值法.

其目的便就是估算出其他点上的函数值.

而拉格朗日插值法就是一种插值法.

2. 拉格朗日插值函数例题

拉格朗日插值法与牛顿插值法都是二种常用的简便的插值法。但牛顿法插值法则更为简便,与拉格朗日插值多项式相比较,它不仅克服了“增加一个节点时整个计算工作必须重新开始”的缺点,而且可以节省乘、除法运算次数。

同时,在牛顿插值多项式中用到的差分与差商等概念,又与数值计算的其他方面有着密切的关系。所以!!

从运算的角度来说牛顿插值法精确度高从数学理论上来说的话,我倾向于拉格朗日大神!!

话说拉格朗日当初不搞天文,不搞物理,专弄数学,估计是数学历史上最伟大的数学家了,没有之一。

3. 什么是拉格朗日插值基函数

一、拉格朗日插值法

是以法国十八世纪数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日命名的一种多项式插值方法。许多实际问题中都用函数来表示某种内在联系或规律,而不少函数都只能通过实验和观测来了解。如对实践中的某个物理量进行观测,在若干个不同的地方得到相应的观测值,拉格朗日插值法可以找到一个多项式,其恰好在各个观测的点取到观测到的值。这样的多项式称为拉格朗日(插值)多项式。

二、Lagrange基本公式:

拉格朗日插值公式,设,y=f(x),且xi< x < xi+1,i=0,1,…,n-1,有:

Lagrange插值公式计算时,其x取值可以不等间隔。由于y=f(x)所描述的曲线通过所有取值点,因此,对有噪声的数据,此方法不可取。

一般来说,对于次数较高的插值多项式,在插值区间的中间,插值多项式能较好地逼近函数y=f(x),但在远离中间部分时,插值多项式与y=f(x)的差异就比较大,越靠近端点,其逼近效果就越差。

三、C++实现

#include <iostream>

#include <conio.h>

#include <malloc.h>

double lagrange(double *x,double *y,double xx,int n)/*拉格朗日插值算法*/

{

int i,j;

double *a,yy=0.0;/*a作为临时变量,记录拉格朗日插值多项式*/

a=(double *)malloc(n*sizeof(double));

for(i=0;i<=n-1;i++)

{

a[i]=y[i];

for(j=0;j<=n-1;j++)

if(j!=i) a[i]*=(xx-x[j])/(x[i]-x[j]);

yy+=a[i];

}

free(a);

return yy;

}

/

int main()

{

int i;

int n;

double x[20],y[20],xx,yy;

printf("Input n:");

scanf("%d",&n);

if(n>=20)

{

printf("Error!The value of n must in (0,20).");

getch();

return 1;

}

if(n<=0)

{

printf("Error! The value of n must in (0,20).");

getch();

return 1;

}

for(i=0;i<=n-1;i++)

{

printf("x[%d]:",i);

scanf("%lf",&x[i]);

}

printf("\n");

for(i=0;i<=n-1;i++)

{

printf("y[%d]:",i);

scanf("%lf",&y[i]);

}

printf("\n");

printf("Input?xx:");

scanf("%lf",&xx);

yy=lagrange(x,y,xx,n);

printf("x=%.13f,y=%.13f\n",xx,yy);

getch();

}

4. 拉格朗日插值基函数有何重要性质

拉格朗日插值公式

约瑟夫·拉格朗日发现的公式

拉格朗日插值公式线性插值也叫两点插值,已知函数y = f (x)在给定互异点x0, x1上的值为y0= f (x0),y1=f (x1)线性插值就是构造一个一次多项式P1(x) = ax + b使它满足条件P1 (x0) = y0 P1 (x1) = y1其几何解释就是一条直线,通过已知点A (x0, y0),B(x1, y1)。

5. 拉格朗日插值基函数与插值节点有关,与函数值无关

拉格朗日插值公式(外文名Lagrange interpolation formula)指的是在节点上给出节点基函数,然后做基函数的线性组合,组合系数为节点函数值的一种插值多项式。

线性插值也叫两点插值,已知函数y = f (x)在给定互异点x0, x1上的值为y0= f (x0),y1=f (x1)线性插值就是构造一个一次多项式:P1(x) = ax + b,使它满足条件:P1 (x0) = y0, P1 (x1) = y1

其几何解释就是一条直线,通过已知点A (x0, y0),B(x1, y1)。

线性插值计算方便、应用很广,但由于它是用直线去代替曲线,因而一般要求[x0, x1]比较小,且f(x)在[x0, x1]上变化比较平稳,否则线性插值的误差可能很大。为了克服这一缺点,有时用简单的曲线去近似地代替复杂的曲线,最简单的曲线是二次曲线,用二次曲线去逼近复杂曲线的情形。[1]

6. 什么是拉格朗日插值基函数,它们是如何构造的

又称平动点,一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点,在该点处,小物体相对于两大物体基本保持静止。

这些点的存在由瑞士数学家欧拉于1767年推算出前三个,法国数学家拉格朗日于1772年推导证明剩下两个。每个稳定点同两大物体所在的点构成一个等边三角形。

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