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二次插值

发布网友 发布时间:2022-05-04 01:20

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热心网友 时间:2022-06-20 08:35

已知(xi,yi),i=0,1,2是三个互异点,二次插值就是求过这三个已知点的抛物线方程,即构造一个二次代数多项式L2(x):

地球物理数据处理基础

使其满足:

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显然,满足条件(6-10)的插值多项式函数(6-9)可由下面的方程组确定:

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此方程中a0,a1,a2为未知数,写成矩阵形式为

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于是,只要从式(6-12)中求解出a0,a1,a2,则插值多项式L2(x)便唯一确定。

但是,通过解方程组的办法来求取插值多项式通常是比较麻烦的,尤其是当插值节点增多时,计算量大。因此,我们有必要寻找构造插值函数的其他途径,下面我们介绍构造二次插值函数的Lagrange差值法。

根据插值问题的唯一性,参照线性插值函数形式,令

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li(x)(i=0,1,2)应该具有相似的形式,由于插值函数L2(x)是二次多项式,那么li(x)(i=0,1,2)也应该是二次多项式形式。不妨令

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由插值条件式(6-10)得

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于是得到二次插值函数:

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其中,li(x)(i=0,1,2)表示如下:

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li(x)称为二次插值的基函数或形函数。li(x)满足

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同样,对于n+1个已知观测点,我们仍可以先将观测区间[x0,xn]划分为n/2(n为偶数)段,在相邻的三个观测点构成的子区间[xi-1,xi+1](i=1,3,…,n-1)进行分段二次插值。

不难得到插值函数

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其中:

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因此,对于区间[xi-1,xi+1]内的任意点x,只要求出相应的lj(x),即可根据式(6-18)计算出x处的近似值。

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