Файл: Руководство по выполнению лабораторных работ по предмету Вычислительная математика.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 130
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
– узлами интерполяции.
Часто интерполирование ведется для функций, заданных таблицами с равноотстоящими значениями аргумента . В этом случае шаг таблицы является величиной постоянной. Для таких таблиц построение интерполяционных формул (как, впрочем, и вычисление по этим формулам) заметно упрощается.
По заданной таблице значений функции составить формулу интерполяционного многочлена Лагранжа (3.2) и построить график Исходные данные берутся из таблицы 3.1.
+ + (3.2)
Tаблица 3.1.
Вычислить одно значение заданной функции для промежуточного значения аргумента ( ) с помощью интерполяционного многочлена Лагранжа (3.3) и оценить погрешность интерполяции. Для выполнения задания исходные данные берутся из таблицы 3.2, 3.3 или 3.4.
(3.3)
Для погрешности выполняется неравенство
, (3.4)
где
Таблица 3.2
Таблица 3.3
Таблица 3.4
Таблица 3.5
Таблица 3.6
Задание 3.
Уплотнить часть таблицы заданной на отрезке функции, используя интерполяционный многочлен Ньютона (3.5) и оценить погрешность интерполяции D (формула (3.6)). Таблицу 3.7 конечных разностей просчитать вручную на отрезке с шагом . Для выполнения задания исходные данные берутся из таблиц 3.8, 3.5 и 3.6.
+ 3y0, (3.5)
где .
, (3.6)
где – некоторая внутренняя точка наименьшего промежутка, содержащего все узлы и x.
Формула (3.5) называется первой интерполяционной формулой Ньютона. Если вычисляемое значение переменной ближе к концу отрезка , то применяют вторую формулу Ньютона – интерполирование назад (формула (3.6)).
+ 3yn-3 (3.6)
где и
Таблица 3.7
Часто интерполирование ведется для функций, заданных таблицами с равноотстоящими значениями аргумента . В этом случае шаг таблицы является величиной постоянной. Для таких таблиц построение интерполяционных формул (как, впрочем, и вычисление по этим формулам) заметно упрощается.
Задание 1
По заданной таблице значений функции составить формулу интерполяционного многочлена Лагранжа (3.2) и построить график Исходные данные берутся из таблицы 3.1.
+ + (3.2)
Tаблица 3.1.
№ | | | | | | |
1 | 2 | 3 | 5 | 4 | 1 | 7 |
2 | 4 | 2 | 3 | 5 | 2 | 8 |
3 | 0 | 2 | 3 | -1 | -4 | 2 |
4 | 7 | 9 | 13 | 2 | -2 | 3 |
5 | -3 | -1 | 3 | 7 | -1 | 4 |
6 | 1 | 2 | 4 | -3 | -7 | 2 |
7 | -2 | -1 | 2 | 4 | 9 | 1 |
8 | 2 | 4 | 5 | 9 | -3 | 6 |
9 | -4 | -2 | 0 | 2 | 8 | 5 |
10 | -1 | 1.5 | 3 | 4 | -7 | 1 |
11 | 2 | 4 | 7 | -1 | -6 | 3 |
12 | -9 | -7 | -4 | 3 | -3 | 4 |
13 | 0 | 1 | 4 | 7 | -1 | 8 |
14 | 8 | 5 | 0 | 9 | 2 | 4 |
15 | -7 | -5 | -4 | 4 | -4 | 5 |
Задание 2
Вычислить одно значение заданной функции для промежуточного значения аргумента ( ) с помощью интерполяционного многочлена Лагранжа (3.3) и оценить погрешность интерполяции. Для выполнения задания исходные данные берутся из таблицы 3.2, 3.3 или 3.4.
(3.3)
Для погрешности выполняется неравенство
, (3.4)
где
Таблица 3.2
-
№ варианта
Значение а
№ таблицы
1
-2
3.3
2
3.77
3.4
3
0.55
3.3
4
4.83
3.4
5
3.5
3.3
6
5.1
3.4
7
1.75
3.3
8
4.2
3.4
9
-1.55
3.3
10
6.76
3.4
Таблица 3.3
| -3.2 | -0.8 | 0.4 | 2.8 | 4.0 | 6.4 | 7.6 |
| -1.94 | -0.61 | 0.31 | 1.81 | 2.09 | 1.47 | 0.68 |
Таблица 3.4
| 1.3 | 2.1 | 3.7 | 4.5 | 6.1 | 7.7 | 8.5 |
| 1.777 | 4.563 | 13.84 | 20.39 | 37.34 | 59.41 | 72.4 |
Таблица 3.5
| 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| 0.995 | 0.988 | 0.980 | 0.969 | 0.955 | 0.939 | 0.921 |
Таблица 3.6
| 0.65 | 0.70 | 0.75 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 |
| 0.605 | 0.644 | 0.681 | 0.71 | 0.75 | 0.783 | 0.813 |
Задание 3.
Уплотнить часть таблицы заданной на отрезке функции, используя интерполяционный многочлен Ньютона (3.5) и оценить погрешность интерполяции D (формула (3.6)). Таблицу 3.7 конечных разностей просчитать вручную на отрезке с шагом . Для выполнения задания исходные данные берутся из таблиц 3.8, 3.5 и 3.6.
+ 3y0, (3.5)
где .
, (3.6)
где – некоторая внутренняя точка наименьшего промежутка, содержащего все узлы и x.
Формула (3.5) называется первой интерполяционной формулой Ньютона. Если вычисляемое значение переменной ближе к концу отрезка , то применяют вторую формулу Ньютона – интерполирование назад (формула (3.6)).
+ 3yn-3 (3.6)
где и
Таблица 3.7
| | | | |
| | = - | | |
| | = | | |
| | = | | |
| | | | |