第二章插值法在科学研究与工程技术中,常常遇到这样的问题:由实验或测量得到一批离散样点,要求作出一条通过这些点的光滑曲线,以便满足设计要求或进行加工。反映在数学上,即已知函数在一些点上的值,寻求它的分析表达式。此外,一些函数虽有表达式,但因式子复杂,不易计算其值和进行理论分析,也需要构造一个简单函数来近似它。解决这种问题的方法有两类:一类是给出函数fx的一些样点,选定一个便于计算的函数x形式,如多项式、分式线性函数及三角多项式等,要求它通过已知样点,由此确定函数x作为fx的近似,这就是插值法;另一类方法在选定近似函数的形式后,不要求近似函数过已知样点,只要求在某种意义下在这些样点上的总偏差最小。这类方法称为曲线(数据)拟合法。设已知区间ab上的实值函数f在
1个相异点xiab的函数值处
1
ffifxii01
,要求构造一个简单函数x作为函数fx的近似表达式fxx
xifxifii01
21这类问题称为插值问题。称f为被插值函数;x为插值函数;x0x
为插值节点;21
为插值条件。若插值函数类x是代数多项式,则相应的插值问题为代数插值。x是三角多项若式,则相应的插值问题称为三角插值。若是有理分式,则相应的插值问题称为有x理插值。§1Lagra
ge插值11Lagra
ge插值多项式设函数f在
1个相异点x0x1x
上的值fifxii01
是已知的,在次数不超过
的多项式集合P
中,求L
x使得L
xifi
01
22
2
使得
f定理1存在惟一的多项式L
P
满足插值条件22。证明我们采用构造性的证明方法。假如我们能够构造出
次多项式lix,使得
1ijlixjij,ij0
230ij
L
xfilix
i0
那么24
是满足插值条件22的插值多项式。余下的问题就是如何构造出满足式23的
次多项式lixi01
。由于当ij时,,即lixj0,ij01
x1
i
x1
i
1x是lix的零点,
因此lix
必然具有形式lixcixx0xxi1xxi1xx
cixxj
j0ji
3
f又因lixi1,故cixixj,因此
j0ji
xx
lix
xixj
j0ji
j0ji
j
j0ji
xxjxixj
25
至于多项式L
r