最美情侣中文字幕电影,在线麻豆精品传媒,在线网站高清黄,久久黄色视频

歡迎光臨散文網(wǎng) 會員登陸 & 注冊

嘗試推導(dǎo)牛頓插值法的差商表是如何構(gòu)建的

2022-10-11 18:18 作者:SpriteSword  | 我要投稿

????????無意中看到一本游戲數(shù)值的書,里面講到牛頓插值,還簡單講了一下它的思想與推導(dǎo)。這引起了我的興趣,于是也在北航的《工程數(shù)值分析引論》里找到類似的內(nèi)容。但這部分都是作為小引的存在,“假裝”推導(dǎo)一下,然后就直接“類似地”,跳到如何構(gòu)建差商表上。今天就想推導(dǎo)一下,到底是如何得出差商形式的插值公式的。

推導(dǎo)

????????假設(shè)插值函數(shù)用P(x)表示。

????????當(dāng)只有一個節(jié)點(diǎn)?(x_0%2C%20y_0)?時,沒什么好說的:P_0(x)%3Dy_0,即函數(shù)的值都為?y_0.

????????如果我們想增加一個節(jié)點(diǎn),而還能利用上一個表達(dá)式時,很自然會想到:令

P_1(x)%3DP_0(x)%2Ba_1(x-x_0)?

因?yàn)楫?dāng)?x%3Dx_0?時,已經(jīng)滿足?P_0(x_0)%3Dy_0?了,所以令后面的項(xiàng)為零,寫成?x-x_0?的形式。

????????上式需滿足?y_1%3Dy_0%2Ba_1(x-x_0),故代入?(x_1%2C%20y_1)

y_1%3Dy_0%2Ba_1(x_1-x_0)

a_1%3D%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D

于是

P_1(x)%3Dy_0%2B%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D(x-x_0)

是一個直線公式。

????????那如果再加一個節(jié)點(diǎn)呢?類似地令

P_2(x)%3DP_1(x)%2Ba_2(x-x_0)(x-x_1)

滿足?y_2%3DP_2(x_2),即

y_2%3Dy_0%2B%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D(x_2-x_0)%2Ba_2(x_2-x_0)(x_2-x_1)

a_2%3D%5Cfrac%7B%5Cfrac%7By_2-y_0%7D%7Bx_2-x_0%7D-%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D%7D%7Bx_2-x_1%7D

是一個差商形式。

????????也可化成:

a_2%3D%5Cfrac%7By_2-y_1%2By_1-y_0-%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D(x_2-x_0)%7D%7B(x_2-x_0)(x_2-x_1)%7D

a_2%3D%5Cfrac%7By_2-y_1%2B(y_1-y_0)(1-%5Cfrac%7Bx_2-x_0%7D%7Bx_1-x_0%7D)%7D%7B(x_2-x_0)(x_2-x_1)%7D

a_2%3D%5Cfrac%7B%5Cfrac%7By_2-y_1%7D%7Bx_2-x_1%7D-%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D%7D%7Bx_2-x_0%7D

這就是我們常用的形式。

????? ? 我也想,a_2不一樣可以是函數(shù)嗎?畫成圖大概這樣:

P_1(x_2)?與?a_2(x_2)?一起使式子等于?y_2。但其實(shí)?a_2?的任務(wù)只是滿足一個點(diǎn),a_2?是常數(shù)也可以。

????????至此,教材的小引結(jié)束,后面就是講差商表了。但我就是不能理解“類似地”,之后的n階也一定是這樣嗎?我再推一下。

????????P_3(x)%EF%BC%9A

y_3%20%3D%20y_0%20%2B%0A%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D(x_3-x_0)%2B%0A%5Cfrac%7B%5Cfrac%7By_2-y_0%7D%7Bx_2-x_0%7D-%5Cfrac%7By_1-y_0%7D%7Bx_1-x_0%7D%7D%7Bx_2-x_1%7D(x_3-x_0)(x_3-x_1)%2B%0Aa_3(x_3-x_0)(x_3-x_1)(x_3-x_2)

a_3%20%3D%20%5Cfrac%7B%0A%20%20%20%20%5Cfrac%7B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cfrac%7B%20y_3-y_0%20%7D%7B%20x_3-x_0%20%7D-%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cfrac%7B%20y_1-y_0%20%7D%7B%20x_1-x_0%20%7D%0A%20%20%20%20%7D%7B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20x_3-x_1%0A%20%20%20%20%7D-%5Cfrac%7B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cfrac%7B%20y_2-y_0%20%7D%7B%20x_2-x_0%20%7D-%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cfrac%7B%20y_1-y_0%20%7D%7B%20x_1-x_0%20%7D%0A%20%20%20%20%7D%7B%0A%20%20%20%20%20%20%20%20x_2-x_1%0A%20%20%20%20%7D%0A%7D%7B%0A%20%20%20%20x_3-x_2%0A%7D

比較

????????列式的時候已發(fā)現(xiàn),P_n(x)?的最末一項(xiàng)的因子?(x_i-x_j)?相乘,肯定會比前面的項(xiàng)多一個因子?(x_n-x_%7Bn-1%7D),這個將來就是作?a_n?的分母。而前面的項(xiàng)每除以一個因子(按順序),就會變出一個差商,這很美妙。

????????但這個差商形式與我們通常的形式不大一樣,因?yàn)槲也粫仆ǔP问絒捂臉]。如果差商通常形式的構(gòu)建過程畫成圖是這樣:

通用形式

????????而我推的形式是:

我推導(dǎo)的形式

每一個必用到前面一列的第一個來構(gòu)建,私以為還要稍稍好記(通用形式的分母易寫錯)。

????????我相信這2種形式是等價的,但我數(shù)學(xué)太差不會推,還望大佬指點(diǎn)。


嘗試推導(dǎo)牛頓插值法的差商表是如何構(gòu)建的的評論 (共 條)

分享到微博請遵守國家法律
漾濞| 卓资县| 阳西县| 上虞市| 那曲县| 乐亭县| 岐山县| 若尔盖县| 托里县| 株洲县| 仲巴县| 安乡县| 保亭| 吉木萨尔县| 清镇市| 定结县| 敖汉旗| 太原市| 洪雅县| 黑河市| 辛集市| 宁陕县| 嵩明县| 屏东县| 德令哈市| 台东县| 镇宁| 东阿县| 临西县| 随州市| 五原县| 龙口市| 乐都县| 门源| 文登市| 布拖县| 民乐县| 陈巴尔虎旗| 和龙市| 永康市| 云梦县|