Вычисление лагранжевых коэффициентов
(5.2)
Можно записать лагранжевы коэффициенты и более компактно: , (5.3)
где .
Формула Лагранжа при этом имеет вид .
Для вычисления лагранжевых коэффициентов может быть использована приведенная ниже схема. Сначала располагаем в таблицу разности
Таблица 5.3.
Таблица разностей
Обозначим произведение элементов первой строки через D0, второй – D1и т.д. Произведение же элементов главной диагонали, очевидно, будет . Отсюда следует, что
.Следовательно,
.
Пример 5.3 Выполнено в Mathcad
Найти приближенное значение функции при данном значении аргумента с помощью интерполяционного многочлена Лангранжа, если функция задана в неравно- отстоящих узлах таблицы.
Рис 5.2. Решения примера 5.3 в Mathcad
Отметим, что форма лагранжевых коэффициентов инвариантна относительно целой линейной подстановки (a,b – постоянны ). Действительно, положив в формуле (5.2):
, , ,
после подстановки и сокращения числителя и знаменателя на an, получим:
или
,
где , что и требовалось доказать.
В случае равноотстоящих точек лагранжевы коэффициенты могут быть приведены к более простому виду.
В самом деле, полагая , будем иметь: . Отсюда
и
.
Тогда ,
где . Отсюда можно записать:
(5.4)
где
Пример 5.4 Выполно в Mathcad.
Найти приближенное значение функции при данном значении аргумента с помощью интерполяционного многочлена Лагранжа, если функция задана в равноотстоящих узлах таблицы
Рис 5.3. Решения примера 5.4 в Mathcad
Схема Эйткина
Пусть требуется найти не общее выражение , а лишь его значения при конкретных x. При этом, значения функции даны в достаточно большом количестве узлов, тогда удобно пользоваться интерполяционной схемой Эйткина. Согласно этой схеме последовательно вычисляются многочлены:
.
Интерполяционный многочлен степени «n», принимающий в точках xiзначения , запишется следующим образом:
.
Вычисления по схеме Эйткина удобно расположить в такой таблице:
Таблица 5.4.
Вычисления по схеме Эйткина
… | ||||||
… |
Вычисления по схеме Эйткина обычно ведут до тех пор, пока последовательные многочлены и в таблице 5.4 не совпадут в пределах заданной точности.
Пример 5.5 Функция задана таблицей
1.0 | 1.000 |
1.1 | 1.032 |
1.3 | 1.091 |
1.5 | 1.145 |
1.6 | 1.170 |
Применяя схему Эйткина, найти Составим таблицу 5.4 для примера:
1.0 | 1.000 | -0.15 | ||
1.1 | 1.032 | -0.05 | 1.048 | |
1.3 | 1.091 | 0.15 | 1.047 | 1.048 |
1.5 | 1.145 | 0.35 | 1.050 | |
1.6 | 1.170 | 0.45 | 1.057 |
Значения и совпадают до третьего знака. На этом вычисления можно прекратить и с точностью до 0.001 записать =1.048
Дата добавления: 2017-05-18; просмотров: 909;