3. 拉格朗日插值

数值分析



周维祺

例子

给定,如存在二次多项式,使得

则显然符合插值要求

例子

  • 是二次多项式,有两个根,,因此
    为待确定的系数。

  • ,因此

  • 同理可以计算

拉格朗日插值多项式

  • 一般地,给定,其中互不相同

  • 存在多项式,满足

  • 称为所对应的插值基

  • 满足的插值要求

插值基具有形式:

练习

  • 给定数据

  • 计算对应的插值基

  • 计算对应的插值多项式

误差估计

给定,被拟合函数和插值多项式p(x)

阶可导,则对任意:

都存在,使得

证明的主要步骤

  • 考虑函数

  • 个零点,即 (思考:为什么)

  • 因此

证明的主要步骤



  • 考虑

  • 个零点,即 (思考:为什么)

  • (罗尔定理)

证明的主要步骤

  • 之间有个零点

  • 。。。

  • 之间有1个零点,设为

证明的主要步骤



  • 次多项式,因此

  • 次多项式,因此

截断误差



光滑性越高,多项式插值拟合效果越好

等距节点不一定是最佳选择

(教材2.5.1)

小结

  • 拉格朗日插值法的基本思想:构造插值基

  • 拉格朗日插值基的公式

  • 插值效果与节点位置和被拟合函数的光滑性都有关