<<
>>

6.2. Формулы приближенного дифференцирования, основанные на первой интерполяционной формуле Ньютона

Пусть функция y(x), задана таблично в равноотстоящих узлах xi на отрезке [a,b]:

x x0 x1 x2 xn
f(x) y0 y1 y2 yn

Для нахождения на [a,b] производных , и т.д., функцию y приближенно заменим интерполяционным полиномом Ньютона, построенным для системы узлов :

где и .

Производя перемножение биномов, получим:

Будем дифференцировать данный многочлен как сложную функцию: . Получим:

(1)

Так как , формула вычисления второй производной будет выглядеть следующим образом:

(2)

Таким же способом можно вычислить производные любого порядка.

Чтобы уменьшить погрешность вычисления, при нахождении производных в фиксированной точке х в качестве х0 следует выбирать ближайшее табличное значение аргумента (уменьшить таблицу).

Иногда требуется находить производные функции в основных табличных точках xi. В этом случае формулы численного дифференцирования упрощаются. Так как каждое табличное значение можно считать за начальное, то положим x=x0, следовательно, t=0.

Получим:

(3)
(4)

Погрешность приближенного вычисления первой производной в нулевой точке будет равна

<< | >>
Источник: Вычислительная математика. Лекции. 2017

Еще по теме 6.2. Формулы приближенного дифференцирования, основанные на первой интерполяционной формуле Ньютона:

  1. Глава III. Пути и средства увеличения вывоза наших товаров и уменьшения нашего потребления иностранных товаров