用Lagrange和Newton法對(duì)同一組點(diǎn)插值,得到的多項(xiàng)式相同嗎?
- 教育綜合
- 2023-08-11 17:44:22
拉格朗日插值和牛頓插值的異同?
一、性質(zhì)不同
1、牛頓插值:代數(shù)插值方法的一種形式。牛頓差值引入了差商的概念,使其在差值節(jié)點(diǎn)增加時(shí)便于計(jì)算。
2、拉格朗日插值:滿(mǎn)足插值條件的、次數(shù)不超過(guò)n的多項(xiàng)式是存在而且是唯一的。
二、公式意義不同
1、牛頓插值:牛頓差值作為一種常用的數(shù)值擬合方法,由于其計(jì)算簡(jiǎn)單、計(jì)算點(diǎn)多、邏輯清晰、編程方便等特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)分析中得到了廣泛的應(yīng)用。
特別是在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)只能測(cè)量離散數(shù)據(jù)點(diǎn)或用數(shù)值解表示相應(yīng)的關(guān)系時(shí),可以用牛頓插值公式擬合離散點(diǎn),得到更精確的函數(shù)解析值。
2、拉格朗日插值:在許多實(shí)際問(wèn)題中,函數(shù)被用來(lái)表示某些內(nèi)部關(guān)系或規(guī)律,許多函數(shù)只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)理解。如果實(shí)際觀測(cè)到一個(gè)物理量,并在多個(gè)不同的地點(diǎn)得到相應(yīng)的觀測(cè)值,拉格朗日插值法可以找到一個(gè)多項(xiàng)式,它可以精確地提取每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)值。
擴(kuò)展資料:
拉格朗日插值的發(fā)現(xiàn):
在數(shù)值分析中,拉格朗日插值法是由18世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名的一種多項(xiàng)式插值方法。在數(shù)學(xué)上,拉格朗日插值法可以給出一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù),它只通過(guò)二維平面上的幾個(gè)已知點(diǎn)。
拉格朗日插值法最早由英國(guó)數(shù)學(xué)家愛(ài)德華·華林于1779年發(fā)現(xiàn),不久后(1783年)由萊昂哈德·歐拉再次發(fā)現(xiàn)。1795年,拉格朗日在《師范學(xué)校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教程》一書(shū)中發(fā)表了這種插值方法,從此拉格朗日的名字就和這個(gè)方法聯(lián)系在一起。
參考資料來(lái)源:百度百科-牛頓插值公式
參考資料來(lái)源:百度百科-拉格朗日插值法
在MATLAB編程實(shí)驗(yàn)中,用拉格朗日插值法跟牛頓插值法運(yùn)行之后計(jì)算的結(jié)果為什么是一樣的?
根據(jù)插值多項(xiàng)式的唯一性,兩種方法的結(jié)果應(yīng)該是一樣的。條條道路通羅馬,只是方法不同而已,牛頓法要比拉格朗日法優(yōu)越簡(jiǎn)單。
Matlab函數(shù)M文件Lagrange程序function yy=lagrange(x,y,xi) m=length(x)上面是拉格朗日插值法,其中xi為要計(jì)算的數(shù)值比如 x=[0 3 5 9 31];Q
clear all;clc
x0=1:5;
y0=sin(x0);
x=1:0.2:2;
y0=lagrange(x0,y0,x)
命令窗口輸這個(gè)就沒(méi)有問(wèn)題。
擴(kuò)展資料:
如果這特定函數(shù)是多項(xiàng)式,就稱(chēng)它為插值多項(xiàng)式。利用插值基函數(shù)很容易得到拉格朗日插值多項(xiàng)式,公式結(jié)構(gòu)緊湊,在理論分析中甚為方便,但當(dāng)插值節(jié)點(diǎn)增減時(shí)全部插值基函數(shù)均要隨之變化,整個(gè)公式也將發(fā)生變化,這在實(shí)際計(jì)算中是很不方便的,為了克服這一缺點(diǎn),提出了牛頓插值。
參考資料來(lái)源:百度百科-牛頓插值法
N階Lagrange插值多項(xiàng)式Ln(x)與N階Newton插值多項(xiàng)式Nn(x)相比,誰(shuí)的精度更高?
function y=lagrange(x0,y0,x); % x0自變量取值向量已知 y0為已知對(duì)應(yīng)x0的函數(shù)取值,x為要求插值點(diǎn)坐標(biāo) n=length(x0); m=length(x); for i=1:m z=x(i); s=0.0; for k=1:n p=1.0; for j=1:n if j~=k p=p*(z-x0(j))/(x0(k)-x0(j)); %插值基函數(shù) end end s=p*y0(k)+s; %lagrange插值多項(xiàng)式 end y(i)=s; end 例程: x0=[0:2] y0=[2 3 5] x=[0:0.01:2] Lagrange(x0,y0,x)數(shù)值分析中插值的問(wèn)題 比如給了n+1個(gè)點(diǎn)和它們對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,那么采用多項(xiàng)式插值,拉格朗日多項(xiàng)式插值
是一樣的。各有各的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn),拉氏插值形式對(duì)稱(chēng),便于記憶便于編程,但是系數(shù)要依賴(lài)于插值節(jié)點(diǎn),在增加或減少節(jié)點(diǎn)時(shí),必須重新計(jì)算。牛頓插值就解決了拉氏插值的缺點(diǎn)。求解線(xiàn)性方程組求解還是很麻煩的,為了避免這個(gè)麻煩事,才用插值公式的。上一篇
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