數值分析實驗五

2023-01-24 15:54:03 字數 2052 閱讀 5952

牛頓插值法

一、實驗目的:

學會牛頓插值法,並應用演算法於實際問題。

2、實驗內容:

給定函式,已知:

三、實驗要求:

(1)用牛頓插值法求4次newton插值多項式在2.15處的值,以此作為函式的近似值。在matlab中用內部函式ezplot繪製出4次newton插值多項式的函式圖形。

(2) 在matlab中用內部函式ezplot可直接繪製出以上函式的圖形,並與作出的4次進行比較。

四、演算法描述

插值與逼近都是用某個簡單函式在滿足一定條件下,在某個範圍內近似代替真實函式的一部分,以此來達到簡化計算的的目的。牛頓多項式插值法就是其中一種利用這種近似逼近思想的計算方法。

五、實驗步驟

(1)用課本上的先列差商表,再根據差商表得出牛頓差值多項式,再代入x=2.15解得f(2.15)。

然後再用matlab得出牛頓差值多項式。用matlab中內部函式ezplot繪製出4次newton插值多項式的函式圖形。

(2) 在matlab中用內部函式ezplot可直接繪製出以上函式的圖形,並與作出的4次newton插值多項式的圖形進行比較。

六、實驗結果

(1)()解:差商表

所以, =f(2)+0.34924(x-2)-0.0411(x-2)(x-2.

1)+0.0084(x-2)(x-2.1)(x-2.

2)+0.00025(x-2)(x-2.1)(x-2.

2)(x-2.3)

matlab演算法為:

x=[2 2.1 2.2 2.

3 2.4];y=[1.414214 1.

449138 1.483240 1.516575 1.

549193];[a,c,l,wcgs,cw]= newploy (x,y)

a =1.4142 0 0 0 0

1.4491 0.3492 0 0 0

1.4832 0.3410 -0.0411 0 0

1.5166 0.3334 -0.0383 0.0092 0

1.5492 0.3262 -0.0359 0.0083 -0.0021

c =-0.0021 0.0271 -0.1566 0.7215 0.4141

wcgs=1/120*m*(x^5-11*x^4+967/20*x^3-2123/20*x^2+2047772676816529/17592186044416*x-31878/625)

cw =0.0083 -0.0917 0.

4029 -0.8846 0.9700 -0.

4250即l=-0.0021+0.0271-0.

1566+0.7215x+0.4141

()則n(2.15)=1.46628861

用matlab中內部函式ezplot繪製出4次newton插值多項式的函式圖形(a)和用plot作出的4次newton插值多項式的圖形(b)的程式為

>>y=-0.2169.*x.^4+0.0648.*x.^3+2.1076.*x.^2+3.3960.*x-4.5745;

plot(x,y);

figure(3);

ezplot(@(x)[-0.2169.*x.

^4+0.0648.*x.

^3+2.1076.*x.

^2+3.3960.*x-4.

5745],[-2,2]);

兩個圖形為

圖 (a)

圖(b)

七、程式流程圖

ny八、實驗結果分析

(1)=1.46628861,在x=2.1和x=2.2之間,誤差也很小,可見牛頓插值函式的現實可行性。

(2),二者在[1,3]這個區間上整體相似,僅僅很小的地方不同,如函式的最頂端部分和個別的地方的斜率等。因為是同乙個函式,所以其圖形差別不大,但是隱函式是真實的圖形,而牛頓插值法得到的函式是去真實函式上的一些點取的相似函式,與真實函式之間還有一些誤差的。

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