数学建模 --- 插值法

插值法定义

构造一个函数,需要这个函数完全过给定点
对于构造函数:
在这里插入图片描述

插值方法

拉格朗日插值法(插值多项式)
  1. 三个点时在这里插入图片描述
  2. n个点时在这里插入图片描述
拉格朗日插值不足 — 龙格现象

当插值函数的阶数 n n n越大时,在两端的波动极大,会产生明显的震荡

分段插值
  1. 分段线性插值
    每两个点之间分别构成一个线段,只用到了最近的两个点
  2. 分段二次插值
    选最近的n个已知点,构造n-1次函数
    例如:选最近的3个点,构造一个二次函数
  3. 牛顿插值法
    在这里插入图片描述
    例如:
  • x 0 . . . x n − 1 x_0 ... x_{n-1} x0...xn1
    在这里插入图片描述
  • x 0 . . . x n x_0 ... x_{n} x0...xn
    在这里插入图片描述
    上两个牛顿插值只有一项不想同,所以牛顿插值法具有继承性
    以上三种方法都没有反应被插值函数的导数
  1. 埃尔米特(Hermite)插值法
    不但要求在节点的函数值相等,也要求对应的导数值也相等,甚至更高阶导数也相等
  • 分段三次埃尔米特插值
    运用了一阶导数相等

  • 内置函数:
    在这里插入图片描述

  1. 三次样条插值
    运用了二阶连续可微 且 每个区间 [ x i , x i + 1 ] [x_i,x_{i+1}] [xi,xi+1]是三次多项式在这里插入图片描述
  • 内置函数:
    在这里插入图片描述
n维数据插值

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参考资料:数学建模清风视频

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