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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