数值分析作业 第二章

发布 2020-02-19 22:20:28 阅读 8248

习题。1. 当x=1,-1,2时,f(x)=0,-3,4,求的二次插值多项式。

1)用单项式基底;

2)用拉格朗日插值基底;

3)用牛顿基底。

证明三种方法得到的多项式是相同的。

解:(1)假设f(x)的二次插值多项式为:

由于 x=1,-1,2时,f(x)=0,-3,4则有;; 求得;;

则有 2)用拉格朗日插值基底:

由于 则有

拉格朗日插值多项式为:

则f(x)二次插值多项式为:

3)采用牛顿基底:

均差表如下所示:

则有牛顿插值多项式为:

则f(x)二次插值多项式为:

由以上计算可知,三种方法得到的多项式是相同的。

5. 设且求证:

解:令,以此为插值节点,则线性插值多项式为。

因为 所以

插值余项 因为

并且 所以有。

6. 在上给出的等距节点函数表,若用二次插值求的近似值,要使截断误差不超过,问使用函数表的步长h应取多少?

解:假设插值节点为,和,则分段二次插值多项式的插值余项为。

进而有 假设步长为,即,

则有 当截断误差不超过时,则有:

即有 因此使用函数表的步长h满足。

13. 求次数小于等于3的多项式,使之满足条件。

解:由题目中插值条件,的次数小于等于3,则可设, a为常数。

由于 则有

常数a满足

因此可得多项式为。

16. 求一个次数不高于4次的多项式,使它满足, ,解:由埃米尔特插值进行计算:

由题目分析可知。

由于 又由于

因此有 设,a为待定常数。

由于 并且

则有 进而

20. 给定数据表如下:

试求三次样条插值,并满足条件:

解:由**分析有。

由于;所以,,,

由于 所以 由于;

1)由于,

由此得矩阵形式的线性方程组为。

2 1m02m1

2m22 m3

1 2 m4

求解此方程组得。

由于三次样条表达式为。

将代入上式可得。

2)由于,

同(1)解法。

由此得矩阵形式的线性方程组为。

求解此方程组,得。

由于三次样条表达式为。

将代入得。

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