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插值算法之:拉格朗日插值_如何构造二维拉格朗日差值函数

如何构造二维拉格朗日差值函数

记一下拉格朗日插值公式的推导和一些要点【这里说的都是二维插值,多维上的以此类推】

 

1、插值问题:在做实验的过程中,往往得到一堆离散的数据,现在想用数学公式模拟这堆离散数据。怎么办,数学家们提出了插值问题。插值问题的提法是这样的给定一堆数据点(x0, y0), (x1, y1), (x2, y2)...(xn, yn),要求一个函数 y = f(x) ,要求该函数经过上面所有的数据点。

 

2、多项式插值及其唯一性:在所有的函数中,多项式函数是最简单的函数,所以只要是人就会想到用多项式函数来作为插值函数,好,以上给定了n+1个点,现在要求一个n次多项式y = an * x^n + ... a1 * x + a0, 使它们经过这n+1个点;通过范德蒙行列式 和 克莱姆法则,可以判定如果这n+1个点的x值各不相同,那么这个多项式是唯一的。结果唯一,但是用直接法很不好求。现在用别的办法来求之。这就是:拉格朗日多项式

 

3、拉格朗日多项式的构造,以四个点为例子进行说明

 

由于函数经过4个点(x0, y0),(x1, y1),(x2, y2),(x3, y3),所以可以设函数为:

 

f(x) = b0(x) * y0 + b1(x) * y1 + b2(x) * y2 + b3(x) * y3

 

注意:b0(x),...,b3(x)都是x的3次多项式,称之为拉格朗日插值基函数。

 

由于要求当x为x0时候,f(x) = y0, 所以最简单的做法就是

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