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Lagrange多项式插值及其应用

2018-11-22江楚萌

中国科技纵横 2018年20期

江楚萌

摘 要:本文围绕Lagrange多项式插值进行论述,介绍了Lagrange插值方法的原理,给出了Lagrange插值在高中数学知识解题中的一些有趣应用,并结合MATLAB算法对某动态系统的实例进行了研究。

关键词:多项式;Lagrange插值;MATLAB算法

中图分类号:O174.42 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)20-0253-02

1 引言与预备知识

不论在数学学科的数值计算中,还是在工程领域的生产实践中,许多问题都用函数来表示某种内在联系或规律,而不少函数都只能通过实验和观测来了解,给不出精确的表达式,或者函数的表达式过于复杂不利于计算;如对实践中的某个物理量进行观测,在若干个不同的地方得到相应的观测值;这时我们就需要构造这个函数的近似函数,数学上称这种方法为插值[1-2]。插值法作为数值微分、函数逼近及微分方程数值解的基础,在当今社会越来越受学者们的关注[3-4]。尤其是随着计算机的普及,很多研究工作者将插值法与MATLAB等软件结合,使得插值法在超大规模数值计算中得到了更广泛的应用。

插值问题概述:设函数在区间有个不同点,且对应的函数值,在函数类中寻找一函数作为的近似表达式,使满足:

这时称为被插值函数,称为插值函数,称为插值点,简称节点,称为插值区间。寻找插值函数的方法称为插值方法。

常用的插值方法有:Lagrange插值、Newton插值、Hermite插值和三次样条插值等。本文主要围绕Lagrange插值进行论述,从Lagrange插值原理的特点出发,给出了该方法在高中数学知识中有趣的一些应用,并结合MATLAB算法对某动态系统的实例进行了研究。……

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