插值中节点和结点的区别

前言:我在学有限元(王勖成)和计算方法(王能超)时经常碰到这两个定义,有限元中单元上的插值点称作node(结点),而计算方法中的插值方法中称插值点为knot(节点)。明明都是对未知函数的一个插值近似,为什么插值点会有两种表示形式? ('⊙д⊙) 很迷

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带着这个疑问我试着在网上搜索了一下,看是否有人和我同样困惑,找到了如下内容:


问题:

在插值中结点(nodes)与节点(knots)的区别是啥啊?


问题描述:

’我‘(不是我)读过一些关于多项式插值的文献,其中lagrange插值中插值的依据是结点(nodes),而样条插值中是节点(knots),这些说法对‘我’来说很不清晰。以‘我’的感觉来看:结点是一些你需要插值的多项式的已知内点,而节点是间断样条间的交接点。’我‘感觉在样条插值中结点与节点通常重合,这可以解释为什么在这些文献中没有提及到结点的说法。


问题解答:

(此解释部分太过理论,这里就仅仅以我的理解进行二次解释吧):

结点:选用多项式插值方法(例如: lagrange),一系列基函数的n个点的位置x(不重合,x1,x2,...,xn)及对应结果k(可以任意,k1,k2,...,kn)已知,你可以得到一个唯一的多项式F(次数小于n):

F(xi)=ki  (i=1,...,n)

这个的证明非常巧妙简单,详见[传送门-Proof],在这个空间中,任意一组不重复的插值点都能对应一个唯一的结果,唯一性点集,这些点被称为结点nodes),wiki中也是这么称呼的。

节点:相反的,在样条插值中,任意一组不重复的插值点也都能得到对应的插值结果,但插值结果还需满足额外的条件,如光滑性条件。即不同的条件能够得到不同的插值结果,不满足唯一性。因此这些点被称为节点knots)。


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