Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Ньютоннның интерполяциялық формулалары




Егер интерполяциялық түйіндердің бір бірінен ара қашықтығы тұрақты болса, практикада Ньютонның интерполяциялық формулалары қолданылады. Бұл формулалар екіге бөлінеді:

1 Алдыға қарай интерполяциялау;

2 Кері интерполяциялау;

Егер берілген х нүктесінің мәні кестенің бас жағында жатса, 1-формуласы қолданылады:

(4.11)
.

Мұндағы

Егер берілген х нүктесінің мәні кестенің соңғы жағянда жатса, 2-формула қолданылады:

(4.12)

Формулалардағы , , т.с. сияқтылар шектік айырымдар деп аталады және 7-кестені толтыру арқылы анықталады. Кестедегі мысал үшін 6 интерполяциялық түйін және шектік айырымдардың 4-ші дәрежесіне дейінгі мәндер қарастырылған. 1-формула үшін кестенің бірінші жолындағы мәндер, 2-формула үшін кестенің соңғы жолындағы мәндер қолданылады.

 

7-кесте – Шектік айырымдар кестесі

 

x Y
X0 Y0
X1 Y1
X2 Y2  
X3 Y3    
X4 Y4      
X5 Y5        

 

Егер интерполяциялық түйіндер саны 1 немесе 2-ге тең болса сызықты интерполяциялық формуланы қолдануға болады: .

Қателіктерін бағалау:

 

1-формула үшін мына формула қолданылады:

,

немесе

2-формула үшін мына формула қолданылады:

,

Мысал:

y=lg(x) функциясының мәндері 8-кестеде берілген, lg1001 мәнін табу керек.

3-ретті шектік айырымдар тұрақты бола бастағандықтан кестені толтыруды тоқтатамыз. Формулада n=3 деп аламыз. Q=0,1. x=1001. Ньютонның бірінші формуласын қолданамыз, себебі х-тің мәні кестенің бас жағында жатыр, сонда lg1001=3.00043417+0.5*10-9 болатынын қалдық мүшенің формуласын қолдану арқылы анықтаймыз.

 

8-кесте – y=lg(x) функциясының мәндері және

шектік айырымдары кестесі

 

X Y
  3.0000000 43 214 -426  
  3.0043214 42 788 -418  
  3.0086002 42 370 -409  
  3.0128372 41 961 -401  
  3.0170333 41 560    
  3.0211893      

 

Лагранждың интерполяциялық көпмүшелігі

(4.4)

Кей жағдайда есептеу процесін жеңілдету үшін x=at+b, xj=atj+b j=0,1,…,n сызықты алмастыруын жасау арқылы Лагранж коэффициенттерінің инварианттылығын қолдануға болады, онда (4.4)-формула келесі түрге келеді:

 

(4.5)

Эйткен схемасы

Егер Лагранж көпмүшелігінің жалпы өрнегін анықтамай, тек белгілі бір нүктедегі функция мәнін есептеу керек болса, онда Эйткен схемасын қолдануға болады:

(4.6)

 

т.с.с.

Эйткен схемасы келесі 6-кестені толтыру арқылы орындалады.

 

6-кесте – Эйткен схемасының толтырылу кестесі

 

xi yi Xi-x Li-1,i Li-2,i-1,i Li-3,i-2,i-1,i
X0 Y0 X0-x        
X1 Y1 X1-x L01(x)      
X2 Y2 X2-x L12(x) L012(x)    
X3 Y3 X3-x L23(x) L123(x) L0123(x)
X4 Y4 X4-x L34(x) L234(x) L1234(x)

 

Эйткен схемасын есептеуді көршілес L0123…n(x), L0123…n,n+1(x) мәндері берілген дәлдік маңайында бір бірімен беттессе тоқтатуға болады.

Xi нүктелерінде yi мәндерін қабылдайтын n-ші дәрежелі интерполяциялық көпмүшелік келсі түрде де жазылады:

 

. (4.7)

1-Мысал:

Төмендегі кестемен берілген функция үшін Лагранж көпмүшелігін құру.

 

I      
(4.8)
3

xi   0.1 0.3 0.5
yi -0.5   0.2  

Шешімі: (4.4)-формула бойынша n=3, i=0,1,2,3 болғандағы өрнекті анықтаймыз:

L13(x) мүшесін есептемейміз, себебі y1=0. Бәрін бір біріне қосамыз да көпмүшеліктің соңғы түрін аламыз:

2-мысал:

Төмендегі кестемен берілген функцияның x=0.45 нүктесіндегі мәнін анықтау керек.

 

X 0.05 0.15 0.20 0.25 0.35 0.40 0.50
(4.9)
0.55

y 0.9512 0.8607 0.8187 0.7788 0.7047 0.6703 0.6065 0.5769

Шешімі:

Есептеуді жеңілдету үшін x=0.05t деп алайық. X-тердің мәні белгілі болғанда t-лардың мәндерін тауып алуға болады, олар: 1, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11. Және x=0.45 болғандағы t=9 болады. Есептеу қадамдары 6-кестеде келтірілген.

 

6-кесте – (4.9)-есептің есептелу қадамдары

 

  I ti-tj (i<>j)     Di   yi  
    -2 -3 -4 -6 -7 -8 -10 -725 760 0.9512 -0.0131*10-4
      -1 -2 -4 -5 -7 -8 26 880 0.8607 0.3202*10-4
        -1 -3 -4 -6 -7 -7 560 0.8187 -1.0829*10-4
          -2 -3 -5 -6 5 760 0.7788 1.3520*10-4
            -1 -3 -4 -3 456 0.7047 -2.0390*10-4
              -2 -3 2 520 0.6703 2.6599*10-4
              -1 -1 11 340 0.6065 0.5348*10-4
                -2 -80 640 0.5769 -0.0715*10-4
   

 

Сонымен y(0.45)= 3840*1.6604*10-4=0.6376.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2136 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Свобода ничего не стоит, если она не включает в себя свободу ошибаться. © Махатма Ганди
==> читать все изречения...

2338 - | 2092 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.