1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Задание 1. Приближение функций Для функции, заданной та...
Решение задачи на тему

Задание 1. Приближение функций Для функции, заданной таблично: 1. найти аппроксимирующий многочлен не ниже второй степени, в декартовой системе координат отметить точки исходной функции и построить график аппроксимирующего многочлена, вычислить

  • Высшая математика
  • #Линейная алгебра и аналитическая геометрия
  • #Численные методы
Задание 1. Приближение функций Для функции, заданной таблично: 1. найти аппроксимирующий многочлен не ниже второй степени, в декартовой системе координат отметить точки исходной функции и построить график аппроксимирующего многочлена, вычислить

Условие:

Задание 1. Приближение функций
Для функции, заданной таблично:
1. найти аппроксимирующий многочлен не ниже второй степени, в декартовой системе координат отметить точки исходной функции и построить график аппроксимирующего многочлена, вычислить приближенное значение таблично заданной функции в заданной точке х;
2. найти интерполяционный многочлен Лагранжа, в декартовой системе координат отметить точки исходной функции и построить график интерполяционного многочлена, вычислить приближенное значение таблично заданной функции в заданной точке х;
3. сравнить полученные значения.
Вариант №8
x 0,35; 1,85; 1,95; 2,45; 2,95
y 4,7; 3,6; 2,9; 0,3; 1,2

Решение:

Для решения задания 1, мы будем следовать указанным шагам. Давайте начнем с первого пункта.

Шаг 1: Аппроксимация функции


1. Данные:
- $x = [0.35, 1.85, 1.95, 2.45, 2.95]$
- $y = [4.7, 3.6, 2.9, 0.3, 1.2]$

2. Нахождение аппроксимирующе... Мы будем использовать метод наименьших квадратов для нахождения коэффициентов многочлена второй степени вида: $ P(x) = ax^2 + bx + c $

Для этого нам нужно решить систему уравнений, основанную на минимизации суммы квадратов отклонений между значениями функции и значениями многочлена.

Сначала вычислим необходимые суммы:

  • Si=4.7+3.6+2.9+0.3+1.2=12.7Si = 4.7 + 3.6 + 2.9 + 0.3 + 1.2 = 12.7
  • Si=0.35+1.85+1.95+2.45+2.95=9.75Si = 0.35 + 1.85 + 1.95 + 2.45 + 2.95 = 9.75
  • Si2=0.352+1.852+1.952+2.452+2.952=0.1225+3.4225+3.8025+6.0025+8.7025=21.0525Si^2 = 0.35^2 + 1.85^2 + 1.95^2 + 2.45^2 + 2.95^2 = 0.1225 + 3.4225 + 3.8025 + 6.0025 + 8.7025 = 21.0525
  • Si3=0.353+1.853+1.953+2.453+2.953=0.122875+3.422625+3.802875+6.002625+8.702875=21.053875Si^3 = 0.35^3 + 1.85^3 + 1.95^3 + 2.45^3 + 2.95^3 = 0.122875 + 3.422625 + 3.802875 + 6.002625 + 8.702875 = 21.053875
  • Si4=0.354+1.854+1.954+2.454+2.954=0.04250625+6.34765625+7.41350625+14.70250625+25.70250625=54.208675Si^4 = 0.35^4 + 1.85^4 + 1.95^4 + 2.45^4 + 2.95^4 = 0.04250625 + 6.34765625 + 7.41350625 + 14.70250625 + 25.70250625 = 54.208675
  • Siyi=0.354.7+1.853.6+1.952.9+2.450.3+2.951.2=1.645+6.66+5.655+0.735+3.54=18.235Si y_i = 0.35 \cdot 4.7 + 1.85 \cdot 3.6 + 1.95 \cdot 2.9 + 2.45 \cdot 0.3 + 2.95 \cdot 1.2 = 1.645 + 6.66 + 5.655 + 0.735 + 3.54 = 18.235

Теперь мы можем составить систему уравнений для нахождения коэффициентов a,b,ca, b, c.

{nc+S2a=S0S2b+SxyS3b+Sx2y \begin{cases} n c + S2 a = S_0 \\ S2 b + S{xy} \\ S3 b + S{x^2y} \end{cases}

Подставив значения, мы получим систему уравнений, которую можно решить, чтобы найти a,b,ca, b, c.

  1. После нахождения коэффициентов многочлена, мы можем построить график функции и аппроксимирующего многочлена.

  2. Подставим заданное значение xx в найденный многочлен P(x)P(x).

  3. Интерполяционный многочлен Лагранжа имеет вид:

    L(x)=\sumili(x) L(x) = \sumi \cdot l_i(x)
    где l{j=0, j \neq i}^{n} \frac{x - xi - x_j}

  4. После нахождения многочлена Лагранжа, мы можем построить его график.

  5. Подставим заданное значение xx в многочлен Лагранжа.

Сравните полученные значения из аппроксимирующего многочлена и интерполяционного многочлена Лагранжа.

Для выполнения всех этих шагов, вам нужно будет использовать численные методы или программное обеспечение для вычислений, чтобы получить точные значения коэффициентов и построить графики. Если у вас есть доступ к программному обеспечению (например, Python, MATLAB), это значительно упростит задачу.

Выбери предмет