三角矩阵。用追赶法求解严格占优矩阵Axf等价于解两个三角方程组:①Lyf,求y。②Uxy,求x。从而得到解三对角方程组的追赶法公式:
1计算βi的递推公式
β1c1b1,Βici(biaiβi1),i234,
1;
2解Lyf
y1f1b1
3解Uxy
Yifiaiyi1biaiβi1,i23,,
;
f西南交通大学20162017数值分析报告
X
y
,Xiyiβixi1,i
1,
2,,21
23计算结果
当b(12345,,50)T时,即初始值为matrix1150,计算得x(0333306667,,131186)。只需要不断更换matrix控制输入b向量,就可以得到解x。MATLAB程序为附录程序2。
问题三函数拟合
31计算题目
对函数
f
x
1
125x
2
在区间11上取xi102i(i01,10)
(a)对函数做多项式插值和三次样条插值,并画出插值函数及f(x)
的函数;
(b)对函数求其三次拟合曲线并画出拟合曲线的图像,与a中结果进
行比较。
32题目分析
321Lagra
ge插值
对于插值函数x,我们通常可以选择多种不同的函数类型,但由于代数多项式具有简单和一些良好的特性,我们常选用代数多项式作为插值函数
首先我们来看这样一个问题:给定两个插值点x0y0x1y1其中x0x1怎样做通过这两点的一次插值函数?
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过两点作一条直线,这条直线就是通过这两点的一次多项式插值函数,简称线性插值
下面先用待定系数法构造插值直线设直线方程为L1xa0a1x将x0y0x1y1分别代入直线方程L1x,得
a0a0
a1x0a1x1
y0y1
当x0
x1
时因
11
x00x1
所以方程组有解,且解唯一这也表明,平面上两个点有且仅有一条直线通过,
用待定系数法构造插值多项式的方法简单直观,容易看到解的存在性和唯一性,但
要解一个方程组才能得到插值函数的系数,因工作量大且不便向高阶推广,故这种
构造方法不宜采用
当x0x1时,若用两点式表示这条直线,则有:
L1x
xx1x0x1
y0
xx0x1x0
y1
这种形式称为Lagra
ge插值多项式
记l0x
xx1x0x1
l1x
xx0x1x0
l0xl1x称为插值基函数,计算l0xl1x
的
值可知
lixj
ij
10
ij
ij
在Lagra
ge插值多项式中,可将L1x看作两条直线
xx1x0x1
y0与
xx0x1x0
y1的叠
加,并可看到两个插值点的作用和地位是平等的。
如果我们给定三个插值点xifxii012,其中xi互不相等,那么该怎样构
造函数fx的二次(抛物线)插值多项式呢?
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仿照线性插值的Lagra
ge插值,我们可设
L2xl0xfx0l1xfx1r