1. 拉格朗日插值基函數的特點
一.線性插值(一次插值) 已知函數f(x)在區間[xk ,xk+1 ]的端點上的函數值yk =f(xk ), yk+1 = f(xk+1 ),求一個一次函數y=P1 (x)使得yk =f(xk ),yk+1 =f(xk+1 ), 其幾何意義是已知平面上兩點(xk ,yk ),(xk+1 ,yk+1 ),求一條直線過該已知兩點。
首先,插值法是:利用函數f (x)在某區間中插入若干點的函數值,作出適當的特定函數,在這些點上取已知值,在區間的其他點上用這特定函數的值作為函數f (x)的近似值,這種方法稱為插值法.
其目的便就是估算出其他點上的函數值.
而拉格朗日插值法就是一種插值法.
2. 拉格朗日插值函數例題
拉格朗日插值法與牛頓插值法都是二種常用的簡便的插值法。但牛頓法插值法則更為簡便,與拉格朗日插值多項式相比較,它不僅克服了“增加一個節點時整個計算工作必須重新開始”的缺點,而且可以節省乘、除法運算次數。
同時,在牛頓插值多項式中用到的差分與差商等概念,又與數值計算的其他方面有著密切的關系。所以!!
從運算的角度來說牛頓插值法精確度高從數學理論上來說的話,我傾向于拉格朗日大神!!
話說拉格朗日當初不搞天文,不搞物理,專弄數學,估計是數學歷史上最偉大的數學家了,沒有之一。
3. 什么是拉格朗日插值基函數
一、拉格朗日插值法
是以法國十八世紀數學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名的一種多項式插值方法。許多實際問題中都用函數來表示某種內在聯系或規律,而不少函數都只能通過實驗和觀測來了解。如對實踐中的某個物理量進行觀測,在若干個不同的地方得到相應的觀測值,拉格朗日插值法可以找到一個多項式,其恰好在各個觀測的點取到觀測到的值。這樣的多項式稱為拉格朗日(插值)多項式。
二、Lagrange基本公式:
拉格朗日插值公式,設,y=f(x),且xi< x < xi+1,i=0,1,…,n-1,有:
Lagrange插值公式計算時,其x取值可以不等間隔。由于y=f(x)所描述的曲線通過所有取值點,因此,對有噪聲的數據,此方法不可取。
一般來說,對于次數較高的插值多項式,在插值區間的中間,插值多項式能較好地逼近函數y=f(x),但在遠離中間部分時,插值多項式與y=f(x)的差異就比較大,越靠近端點,其逼近效果就越差。
三、C++實現
#include <iostream>
#include <conio.h>
#include <malloc.h>
double lagrange(double *x,double *y,double xx,int n)/*拉格朗日插值算法*/
{
int i,j;
double *a,yy=0.0;/*a作為臨時變量,記錄拉格朗日插值多項式*/
a=(double *)malloc(n*sizeof(double));
for(i=0;i<=n-1;i++)
{
a[i]=y[i];
for(j=0;j<=n-1;j++)
if(j!=i) a[i]*=(xx-x[j])/(x[i]-x[j]);
yy+=a[i];
}
free(a);
return yy;
}
/
int main()
{
int i;
int n;
double x[20],y[20],xx,yy;
printf("Input n:");
scanf("%d",&n);
if(n>=20)
{
printf("Error!The value of n must in (0,20).");
getch();
return 1;
}
if(n<=0)
{
printf("Error! The value of n must in (0,20).");
getch();
return 1;
}
for(i=0;i<=n-1;i++)
{
printf("x[%d]:",i);
scanf("%lf",&x[i]);
}
printf("\n");
for(i=0;i<=n-1;i++)
{
printf("y[%d]:",i);
scanf("%lf",&y[i]);
}
printf("\n");
printf("Input?xx:");
scanf("%lf",&xx);
yy=lagrange(x,y,xx,n);
printf("x=%.13f,y=%.13f\n",xx,yy);
getch();
}
4. 拉格朗日插值基函數有何重要性質
拉格朗日插值公式
約瑟夫·拉格朗日發現的公式
拉格朗日插值公式線性插值也叫兩點插值,已知函數y = f (x)在給定互異點x0, x1上的值為y0= f (x0),y1=f (x1)線性插值就是構造一個一次多項式P1(x) = ax + b使它滿足條件P1 (x0) = y0 P1 (x1) = y1其幾何解釋就是一條直線,通過已知點A (x0, y0),B(x1, y1)。
5. 拉格朗日插值基函數與插值節點有關,與函數值無關
拉格朗日插值公式(外文名Lagrange interpolation formula)指的是在節點上給出節點基函數,然后做基函數的線性組合,組合系數為節點函數值的一種插值多項式。
線性插值也叫兩點插值,已知函數y = f (x)在給定互異點x0, x1上的值為y0= f (x0),y1=f (x1)線性插值就是構造一個一次多項式:P1(x) = ax + b,使它滿足條件:P1 (x0) = y0, P1 (x1) = y1
其幾何解釋就是一條直線,通過已知點A (x0, y0),B(x1, y1)。
線性插值計算方便、應用很廣,但由于它是用直線去代替曲線,因而一般要求[x0, x1]比較小,且f(x)在[x0, x1]上變化比較平穩,否則線性插值的誤差可能很大。為了克服這一缺點,有時用簡單的曲線去近似地代替復雜的曲線,最簡單的曲線是二次曲線,用二次曲線去逼近復雜曲線的情形。[1]
6. 什么是拉格朗日插值基函數,它們是如何構造的
又稱平動點,一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點,在該點處,小物體相對于兩大物體基本保持靜止。
這些點的存在由瑞士數學家歐拉于1767年推算出前三個,法國數學家拉格朗日于1772年推導證明剩下兩個。每個穩定點同兩大物體所在的點構成一個等邊三角形。