что такое полином лагранжа
Полином Лагранжа
В простейшем случае ( n = 1 ) — это линейный многочлен, график которого — прямая, проходящая через две заданные точки.
Содержание
Определение
Лагранж предложил способ вычисления таких многочленов:
где базисные полиномы определяются по формуле:
Применения
Полиномы Лагранжа используются для интерполяции, а также для численного интегрирования.
Пусть для функции f(x) известны значения yj = f(xj) в некоторых точках. Тогда мы можем интерполировать эту функцию как
Для случая равномерного распределения по отрезку узлов интерполяции
В указанном случае можно выразить xi через расстояние между узлами интерполяции h и начальную точку x0 :
,
.
Подставив эти выражения в формулу базисного полинома и вынеся h за знаки перемножения в числителе и знаменателе, получим
Теперь можно ввести замену переменной
Внешние ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Полином Лагранжа» в других словарях:
ЛАГРАНЖА ИНТЕРПОЛЯЦИОННАЯ ФОРМУЛА — форма записи многочлена степени п(интерполяционного многочлена Лагранжа), интерполирующего заданную функцию f(х).в узлах х 0, x1. х п: В случае, когда значения х i являются равноотстоящими, т. е. с помощью обозначений (х x0)/h=t формула (1)… … Математическая энциклопедия
Полином — В математике, многочлены или полиномы от одной переменной функции вида где ci фиксированные коэффициенты, а x переменная. Многочлены составляют один из важнейших классов элементарных функций. Изучение полиномиальных уравнений и их решений… … Википедия
Полином Бернштейна — В вычислительной математике многочлены Бернштейна это алгебраические многочлены, представляющие собой линейную комбинацию базисных многочленов Бернштейна. [1] [2] Устойчивым алгоритмом вычисления многочленов в форме Бернштейна является алгоритм… … Википедия
Интерполирование — О функции, см.: Интерполянт. Интерполяция в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений. Многим из тех, кто сталкивается с научными и инженерными расчётами часто … Википедия
Интерполяция (матем.) — О функции, см.: Интерполянт. Интерполяция в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений. Многим из тех, кто сталкивается с научными и инженерными расчётами часто … Википедия
Интерполяция — О функции, см.: Интерполянт. Интерполяция, интерполирование в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений. Многим из тех, кто сталкивается с научными и… … Википедия
Многочлен Лагранжа
В простейшем случае ( n = 1 ) — это линейный многочлен, график которого — прямая, проходящая через две заданные точки.
Содержание
Определение
Лагранж предложил способ вычисления таких многочленов:
где базисные полиномы определяются по формуле:
Применения
Полиномы Лагранжа используются для интерполяции, а также для численного интегрирования.
Пусть для функции f(x) известны значения yj = f(xj) в некоторых точках. Тогда мы можем интерполировать эту функцию как
Для случая равномерного распределения по отрезку узлов интерполяции
В указанном случае можно выразить xi через расстояние между узлами интерполяции h и начальную точку x0 :
,
.
Подставив эти выражения в формулу базисного полинома и вынеся h за знаки перемножения в числителе и знаменателе, получим
Теперь можно ввести замену переменной
Внешние ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Многочлен Лагранжа» в других словарях:
Многочлен Лорана — В математике, многочлены или полиномы от одной переменной функции вида где ci фиксированные коэффициенты, а x переменная. Многочлены составляют один из важнейших классов элементарных функций. Изучение полиномиальных уравнений и их решений… … Википедия
Многочлен Бернштейна — В вычислительной математике многочлены Бернштейна это алгебраические многочлены, представляющие собой линейную комбинацию базисных многочленов Бернштейна. [1] [2] Устойчивым алгоритмом вычисления многочленов в форме Бернштейна является алгоритм… … Википедия
Многочлен Тейлора — Ряд Тейлора разложение функции в бесконечную сумму степенных функций. Ряд назван в честь английского математика Тейлора, хотя ряд Тейлора был известен задолго до публикаций Тейлора его использовали ещё в XVII веке Грегори, а также Ньютон. Ряды… … Википедия
Список объектов, названных в честь Лагранжа — Существует несколько математических и физических объектов, носящих имя французского математика XVIII века Луи Жозефа Лагранжа: Теоремы Теорема Лагранжа в математическом анализе см. формула конечных приращений Теорема Лагранжа (теория групп) … Википедия
Интерполяционный многочлен — Интерполяционный многочлен: Интерполяционный многочлен Лагранжа Интерполяционный многочлен Ньютона Интерполяция алгебраическими многочленами … Википедия
Интерполяционный многочлен в форме Лагранжа
1. Интерполяционная формула Лагранжа
В общем виде интерполяционный многочлен в форме Лагранжа записывается в следующем виде:
где 
˗ степень полинома 
;
˗ значение значения интерполирующей функции 
в точке 
;
˗ базисные полиномы (множитель Лагранжа), которые определяются по формуле:
Так, например, интерполяционный многочлен в форме Лагранжа, проходящий через три заданных точки 
, будет записываться в следующем виде:
Многочлен в форме Лагранжа в явном виде содержит значения функций в узлах интерполяции, поэтому он удобен, когда значения функций меняются, а узлы интерполяции неизменны. Число арифметических операции, необходимых для построения многочлена Лагранжа, пропорционально 
и является наименьшим для всех форм записи. К недостаткам этой формы записи можно отнести то, что при построении полинома степени n+1 полностью теряется информация о предыдущем полиноме степени n, т.е. с изменением числа узлов приходится все вычисление выполнить заново.
2. Погрешность интерполяционного полинома в форме Лагранжа
Рассмотрим функцию f ( x ), которая непрерывна и дифференцируема на рассматриваемом отрезке [a, b]. Интерполяционный полином L (x) в форме Лагранжа принимает в точках 
заданные значения функции 
. В остальных точках интерполяционный полином L (x) отличается от значения функции f ( x ) на величину остаточного члена, который определяет абсолютную погрешность интерполяционной формулы Лагранжа:
А бсолютную погрешность интерполяционной формулы Лагранжа определяют следующим образом:
где n ˗ степень полинома 
Переменная 
представляет собой верхнюю границу значения модуля (n +1)-й производной функции f(x) на заданном интервале [a, b]
Погрешность интерполяции методом Лагранжа зависит от свойств функции f ( x ), а также от расположения узлов интерполяции и точки x. В случае если погрешность не достигает нужной точности, то нужно разбить отрезок на части и интерполировать каждую часть в отдельности – кусочная интерполяция.
Выбор узлов интерполяции
С помощью корректного выбора узлов можно минимизировать значение 
в оценке погрешности, тем самым повысить точность интерполяции. Данная задача может быть решена с помощью многочлена Чебышева:
В качестве узлов следует взять корни этого многочлена, то есть точки:
3. Методика вычисления полинома в форме Лагранжа
Алгоритм вычисления полинома в форме Лагранжа позволяет разделить задачи определения коэффициентов и вычисления значений полинома при различных значениях аргумента:
2. Выполняется вычисление полинома n-степени в форме Лагранжа по следующей формуле:
Алгоритм вычисления полинома в форме Лагранжа 
представлен на рисунке 1.
Методика вычисления полинома в форме Лагранжа
В качестве примера рассмотрим следующую практическую задачу. В рамках задачи известен набор шести значений, которые получены методом случайной выборки для различных моментов времени. Следует отметить, что данная выборка значений описывает функция 
на интервале [0, 10]. Необходимо построить многочлен в форме Лагранжа для представленного набора значений. С помощью интерполяционной формулы вычислить приближенное значение функции в точке 
, а также определить оценку погрешности результата вычислений.
Многочлен в форме Лагранжа, который строится на основании шести значений, представляет собой полином 5 степени. Результат построения полинома в форме Лагранжа показан в графическом виде.
С помощью найденного полинома можно определить значение функции в любой точке заданного интервала. Определение промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений называется «интерполяцией». В соответствии с условиями задачи полином в форме Лагранжа в точке x =9,5 принимает следующее значение: L (9,5)= – 4,121. Из графика видно, что полученное значение не совпадает c о значением функции f ( x ) на величину абсолютной погрешности интерполяционной формулы Лагранжа.
Интерполяционный полином в форме Лагранжа часто оказывается удобным для проведения различных теоретических исследований в области вычислительной математики. Так, например, полином в форме Лагранжа используются для интерполяции, а также для численного интегрирования таблично-заданной функцией.
Для того, чтобы добавить Ваш комментарий к статье, пожалуйста, зарегистрируйтесь на сайте.