第一章:插值方法

如题所述

第1个回答  2022-06-08

线性插值: 线性插值是最简单的插值函数,就是两点决定一条直线,用两点式表示了而已。

现在看这道题可能有点简单,到了后面再做的时候就明白这道题的霸道啦~

抛物插值: 抛物插值就是线性插值的进阶版,给出三个点,求出来的插值多项式就是所谓的抛物插值。
从线性插值中推理过来:

很明显,这个结果比线性插值精度高一些~

一般的:
对于我们的 lᵢ :

实际上吧,我觉得这里没有太大必要这样表示,但是为了后续的理解,姑且先记一下叭~绕了个小弯。

啥是余项?
通俗来讲,余项就是误差,所以插值多项式的余项可以表示成:

快看这里的w眼熟不!就是上面那个展开奇奇怪怪的东西~

具体的证明不需要记,但是要记住,余项表达式只有在 f(x) 的 高阶导数存在 时才能用。
通常,我们求函数的 n+1 阶导数 max|fⁿ⁺¹(x)| = Mₙ₊₁ ,从而将误差放缩:

这里方法有一个 局限性 ,就是必须要知道导函数的上界,属于事前误差估计,那如果上界不知道呢?

事后误差估计是个怎么回事儿呢?通俗来讲,就是多算一位,分别把 Lₙ 和 Lₙ₊₁ 的式子算出来,近似相等,可以得到结果和误差:

定义: 一阶差商就是,函数值之差比上自变量之差:

计算: 使用差商表最方便

实际上牛顿和拉格朗日插值是等价的,拉格朗日插值有 高度的对称性 ;牛顿插值多项式来自于差商,其意义在于具有 承袭性 ,即增加一项可以从上一项推出来。

Newton插值余项

龙格现象: 所谓龙格现象,就是当插值多项式的次数随着节点个数增加时,有可能产生激烈的震荡从而不符合原函数。
分段插值: 分段插值就是将被插值函数分成一小段一小段,在每个小段里面逼近,从而达到比较好的效果。

分段线性插值: 将一个区间化为n个小区间,记 h 是所有区间长度的最大值,则 Ih 在[a,b]上连续、存在且在每一段上都是线性多项式,即为 分段线性差值函数

为了克服拉格朗日插值中,分段点处不可导的问题

样条函数 的特点是。充分光滑,即导数连续;又有一定的间断性,即分段的特性。

接下来讲讲三次样条插值函数的 计算方法

这里就不过多证明,直接上例题寻找考点吧

书后题:

后记
这一章太难了,太难了,加油兄弟们

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