几种常用得插值方法数学系 信息与计算科学 1 班 李平指导老师:唐振先摘要:插值在诸如机械加工等工程技术与数据处理等科学讨论中有许多直接得应用,在很多领域都要用插值得办法找出表格与中间值,插值还就是数值积分微分方程数值解等数值计算得基础
本文归纳了几种常用得插值方法,并简单分析了其各自得优缺点
关键词:任意阶多项式插值,分段多项式插值
引言:所谓插值,通俗地说就就是在若干以知得函数值之间插入一些未知函数值,而插值函数得类型最简单得选取就是代数多项式
用多项式建立插值函数得方法主要用两种:一种就是任意阶得插值多项式,它主要有三种基本得插值公式:单项式,拉格朗日与牛顿插值;另一种就是分段多项式插值,它有 Her m i t e 与spin e插值与分段线性插值.一.任意阶多项式插值:1、用单项式基本插值公式进行多项式插值:多项式插值就是求通过几个已知数据点得那个 n-1阶多项式,即P n—1(X)=A1+A2X+…A nX n—1,它就是一个单项式基本函数X 0,X 1…X n-1得集合来定义多项式,由已知 n 个点(X,Y)构成得集合,可以使多项式通过没数据点,并为n 个未知系数 Ai 写出 n 个方程 ,这 n 个方程组成得方程组得系数矩阵为Vandermonde 矩阵
虽然这个过程直观易懂,但它都不就是建立插值多项式最好得办法,因为Vander m o n d e方程组有可能就是病态得,这样会导致单项式系数不确定
另外单项式中得各项可能在大小上有很大得差异,这就导致了多项式计算中得舍入误差
2、拉格朗日基本插值公式进行插值:先构造一组插值函数 L i(x)=,其中 i=0,…n、容易瞧出 n 次多项式 Li(x)满足 Li(x)=1,(i=j);Li()=0,(i≠j),其中 i=0,1…n,令 Li(x)=这就就是拉格朗日插值多项式
与单项式基本函数插值多项式相比,拉格