理论教育 计算方法中的埃尔米特插值解析方式及多项式函数性质

计算方法中的埃尔米特插值解析方式及多项式函数性质

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了避免计算上的麻烦,仍采用前面章节中构造插值基函数的方法来求埃尔米特插值多项式。,n)都是至多次多项式;以下方程成立条件,即则多项式函数特别地,当n=1时,可以得到视频09:埃尔米特插值最后,得到两节点的三次埃尔米特插值多项式为

计算方法中的埃尔米特插值解析方式及多项式函数性质

有的时候在工程应用中利用简单函数逼近一个函数f(x),不仅要求在节点上等于函数值,而且还要求它与函数在节点处有相同的一阶、二阶甚至更高阶的导数值,这类插值问题就是埃尔米特(Hermite)插值问题。从几何方面来思考这个问题:利用插值方法求出插值多项式,不但要过已知的函数点,而且在这些点处的切线与原曲线也“相切”。

下面讨论节点处函数f(x)函数值与导数值都相等的情况。找到一个插值多项式H(x),在节点a≤x0<x1<…<xn≤b上,满足条件

可以看到,这里有(2n+2)个条件,这些条件可以唯一确定出一个次数不超过(2n+1)的多项式H2n+1(x),假设多项式的形式为

代入条件式(2.5.1)中,利用这(2n+2)个条件来确定(2n+2)个系数,是一个非常大的方程组,计算复杂。为了避免计算上的麻烦,仍采用前面章节中构造插值基函数的方法来求埃尔米特插值多项式。设有两组函数hi(x)、Hi(x)(i=0,1,…,n),它们满足:

(1)hi(x)、Hi(x)(i=0,1,…,n)都是至多(2n+1)次多项式;

(2)以下方程成立条件,即(www.daowen.com)

则多项式函数

特别地,当n=1时,可以得到

 视频09: 埃尔米特插值

最后,得到两节点的三次埃尔米特插值多项式为

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