Условие задачи
Исходными данными при интерполяции является таблица значений функции. Для выполнения сформулированного ниже задания к лабораторной работе таблицу получить путем аналитического определения функции у = f(x) и задания массива значений аргумента.
· Составить программу для построения интерполяционного многочлена Лагранжа (Ньютона) и кубического интерполяционного сплайна дефекта 1. Используя таблицу значений функции, построить интерполяционный многочлен и сплайн, после чего нарисовать графики функции у = f(x), интерполяционного многочлена и сплайна. Обратите внимание, что при построении графиков число точек, в которых вычисляются функции должно быть много больше, чем число узлов интерполяции.
· Анализируя графики, исследовать, путем проведения вычислительных экспериментов, влияние количества и расположения узлов интерполирования, участков интерполирования на погрешность интерполирования. Сравнить результаты интерполирования многочленами и сплайнами для различного вида функций. В качестве функций, для которых проводится анализ, помимо придуманных Вами функций рекомендуется рассмотреть у = |х| при |х| ≤ 1, при \х\ ≤ 4, у = sinх при |х| ≤p.
· Экспериментально исследовать чувствительность сплайна к изменению таблицы значений функции. Для этого задать таблицу значений функции, построить по этой таблице сплайн, нарисовать его график, после чего изменить значения в одной из точек таблицы и посмотреть как изменится график сплайна для новой таблицы.
Пусть задан набор точек на плоскости (xi,yi), i = 0,1,..., n, которые лежат на некоторой плоской кривой. Предполагается, что точки занумерованы в порядке следования вдоль кривой. Кривая может иметь произвольную форму, например, быть замкнутой, с самопересечениями, поэтому се удобнее задать параметрически, то есть в виде х = x(t), у = y(t). Постройте по заданному набору точек кривую, используя сплайн-интерполяцию для нахождения функций х = x(t), у = y(t). Проанализируйте влияние метода ввода параметра на форму интерполирующей кривой.
· Приведем два примеры ввода параметра.
1) (i,xi), (i, yi) есть в i-ой точке значение параметра ti равно i.
2) Пусть
Вы можете придумать еще один-два способа задания параметра. Сравните кривые, полученные при различном способе параметризации.
Ответ
Интерполяция и приближение функцийСлово интерполяция в переводе означает между точками. Задачи интерполяции часто возникают в инженерных и других практических приложениях. Допустим, что в результате экспериментальных измерений получена таблица значений некоторой функции. Требуется найти промежуточные значения этой функции, а также производные, определяющие скорость ее изменения. Это так называемая задача о восстановлении функции. Кроме того, при проведения расчетов сложные функции удобно заменять алгебраическими многочленами или другими элементарными функциями, которые достаточно просто вычисл...