Главная >  Дифференцирование и интегрирование по аргументу 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 [ 225 ] 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251

На практике, если дана таблица, определяющая эмпирическую функцию, разности разных порядков располагаются в следующую таблицу:

a + h

a+2h

a + 3h

Каждый член равен разности между ближайшими снизу и сверху членами

А А = В - С.

соседнего слева столбца:

Составим, например, таблицу разностей для функции у = cos л: от X -- -4° до X 34°:

у = cos л:

0,99756

-122

+183

0,99939

-122

1,00000

-122

0,99939

-122

-183

0,99756

-121

-304

0,99452

-121

0,99027

-121

-546

-1-1

10

0,98481

-120

-666

0,97815

-119

-785

0,97030

-119

-904

0,96126

-116

-1020

0.95106

-117

-1137

0,93969

-114

-1251

0,9271.8

-112

-1363

0,91355

-113

-1476

0,89879

-108

- 1584

0,88295

- 108

- 1692

0,86603

-106

-1798

0,84805

-103

- 1901

0,82904



Пример. Дана функция /(лг) = arctgлг. Таблицы дают значения /(х) для значений х, меняющихся через 0,001 между 0,515 и 0,520. Получаем следующую таблицу разностей:

0,515

0,475575472717

790051505

0,516

0,476365524222

789407875

-643630

-197

0,517

0,477154932097

788764048

-643827

-193

0,518

0,477943696145

-644020

788120028

-188

0,519

0,478731816173

787475820

-644208

0,520

0,479519291993

Замечание. Значение а не обязательно должно быть начальным.

Если известны значения функции для х = й - h, а - 2h, а - 3/г..... го

можно, пользуясь отрицательными индексами, продолжить вверх таблицу для b и Lb, АЦ, ...:

Дб

a~ih

a~3h

д6-3

д26-4

д36 4

a~2h

д26 з

Д=6-з

Д6 4

а - h

д6 ,

д26 2

д36 2

Д6 з

д26 ,

Дй 2

Д6 ,

a-\-2h

д36,

fl + 3ft

a-{-Ah

Интерполяционные полиномы

Найдем полином Р{х) ге-го порядка, принимающий точно re-f 1 значение &о, 1.....6 для значений

с, a-\-h, .... fl-f-re/z

аргумента. Напищем его в нескольких видах, которые дадут нам основные классические интерполяционные полиномы.

10.3.4. Интерполяционный полином Ньютона. Напищем полином Р(х) в виде

Р(х)=А+А,(х - а)-\-А2(х - а)(х - а - к)-\-...

... -1-.4 (.х -а)(л:-а-Л) ... [X -А-(ге -1)й1. (22)



Отсюда

A,=bQ,

2 ~ 2! ft2 ~ 2!

Д 6o

nlh

Положим и = --. Тогда полином (22) принимает вил 21

... +4- (и-1) ... [и-( -1)1АХ (23)

Напишем полином Р{х) в виде P(x)==B +Bi(x-fl) + 52(x-fl)(x-fl+A)+ ...

... +5 (х -с)(х -с + й) ... [X -сЧ-(га-(24)

Определим коэффициенты В условием, что Р(х) принимает значения Ь, 6 1.....Й для значений а, а - h, а - nh переменной. Вычисле-

ние, подобное предыдущему, последовательно дает

b ,:=BQ-hBi,

b 2 = Во- 2hBy -f 2 !hB,

Отсюда

5,j = V

Дадим последовательно величине х значения а, а-\-h.....a-fnh. Тогда

by=A,-+hAy,

Д,Ч-2/гЛ1 + 2!/гМ2.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 [ 225 ] 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251