<<
>>

Інтерполяційна формула Лагранжа

Найбільш загальною формулою параболічної інтерполяції є інтерполяційна формула Лагранжа.

Розглянемо спочатку окремий випадок задачі параболічної інтерполяції: побудуємо многочлен рi(x) такий, що рi(xj)=0 при j ≠ i та при рi(xi)=1 (i, j=0, 1, 2, ..., n).

Оскільки шуканий многочлен рi(x) повинен перетворитися на нуль у n точках х0, х1, ..., хi-1, хi+1, ..., хn, то його можна представити у вигляді

рi(x)=Сi (х–х0) (х–х1) ... (х–хi-1) (х–хi+1) ... (х–хn), (7.1)

де Сi – постійний коефіцієнт.

Покладемо х=хi у формулі (7.1) і з огляду на те, що рi(xi)=1, одержимо

Сi (хi–х0) (хi–х1) ... (хi–хi-1) (хi–хi+1) ... (хi–хn)=1. (7.2)

Звідси

(7.3)

Після підстановки виразу (7.3) у формулу (7.1) многочлен рi(x) матиме наступний вигляд

(7.4)

Тепер перейдемо до знаходження многочлена рn(x), що задовольняє умовам

Рn(x)=f(xi)=yi (i=0, 1, 2, ..., n), (7.5)

тобто многочлен набуває в заданих точках х=хi (i = 0, 1, 2, ..., n) задані значення yi.

Легко перевірити, що такий многочлен буде мати наступний вигляд

(7.6)

Дійсно, при фіксованому j (j = 0, 1, 2, ..., n) маємо

(7.7)

отже виконуються умови (7.5). Степінь же многочлена Рn(x) не вище n.

Підставивши у формулу (7.6) вираз (7.4), одержимо

(7.8)

Вираз (7.8) є інтерполяційною формулою Лагранжа.

Запишемо її в розгорнутому вигляді:

При n=1 формула Лагранжа приймає вигляд

(7.9)

і називається формулою лінійної інтерполяції.

При n=2 одержимо формулу квадратичної інтерполяції:

(7.10)

Інтерполяційний многочлен Лагранжа можна побудувати при будь-якому розташуванні вузлів інтерполяції.

<< | >>
Источник: Конспек лекцій з курсу «Чисельні методи». 2016

Еще по теме Інтерполяційна формула Лагранжа:

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