Лагранжов полином

Извор: testwiki
Пређи на навигацију Пређи на претрагу

Интерполација путем Лагранжових полинома је поступак у коме је за n+1 тачака уз помоћ Лангражових полинома потребно да се нађу нове вредности неке непознате функције или функције чије је израчунавање претешко (временски пренапорно или чак немогуће).

Слика приказује четири тачке ((−9, 5), (−4, 2), (−1, −2), (7, 9)), и (кубни) интерполациони полином L(x), који је збир скалираних базних полинома y0l0(x), y1l1(x), y2l2(x) и y3l3(x). Интерполациони полином пролази кроз све четири контролне тачке, и сваки скалирани базни полином пролази кроз своју контролну тачку, и једнак је 0 тамо где x одговара осталим трима контролним тачкама.

Идеја иза поступка је врло слична другим методама (Њутновој методи, на пример): Полазећи од познатих тачака конструише се нова основа неког простора. Онда се дата функција (односно њене познате вредности за дате тачке) трансформише у тај нови простор. Мало неформалније речено, од ње се прави полином, а она служи пре свега као узор. Тиме се добија нова, приближна функција (полином) који може да се израчуна.

Основа за Лангражов полином је:

li(x)=∏j=0,j≠inx−xjxi−xj

Приближна функција која апроксимира f(x) је P(x); xi су тачке за које су познате вредности дате функције:

P(x)=∑i=0nf(xi)li(x)

Гледајући li(x) за i∈{1,2,3,4,5}:

l0(x)=x−x1x0−x1⋅x−x2x0−x2⋅x−x3x0−x3⋅x−x4x0−x4
l1(x)=x−x0x1−x0⋅x−x2x1−x2⋅x−x3x1−x3⋅x−x4x1−x4
l2(x)=x−x0x2−x0⋅x−x1x2−x1⋅x−x3x2−x3⋅x−x4x2−x4
l3(x)=x−x0x3−x0⋅x−x1x3−x1⋅x−x2x3−x2⋅x−x4x3−x4
l4(x)=x−x0x4−x0⋅x−x1x4−x1⋅x−x2x4−x2⋅x−x3x4−x3

постаје јасније зашто су такви полиноми баш изабрани. На свим местима xj≠i полином има нулто место, а код xi има вредност 1. Тако је осигурано да ће наведени полином да прође тачно кроз дате тачке односно да ће за све P(xi) да важи P(xi)=f(xi).

Пример

Позната је вредност полинома у 3 различите тачке :

X 1 2 3
Y 3 -1 1


Екстраполацијом се добија полином :

P(x)=3⋅x−21−2⋅x−31−3+(−1)⋅x−12−1⋅x−32−3+1⋅x−13−1⋅x−23−2

Спољашње везе

Шаблон:Жозеф Луј Лагранж Шаблон:Нумеричка анализа Шаблон:Подножје

he:אינטרפולציה#צורת לגראנז'