Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Задание 3. Для функции, заданной таблицей узловых значений, вычислить коэффициенты и составить формулы кубического сплайна.






    Лабораторная работа №4

    Приближение функций

    Задание 1. По заданной таблице значений функции составить формулу интерполяционного многочлена Лагранжа. Построить его график.

    x        
    y        

     

     

     

    Задание 2. Вычислить одно значение заданной функции для промежуточного значения аргумента с помощью интерполяционного многочлена Лагранжа и оценить погрешность интерполяции. Этот же результат получить с помощью программы для компьютера.

    Задана функция , а также известны значения функции

     

    x y
    1, 2 0, 3486
    1, 9 1, 0537
    3, 3 1, 7844
    4, 7 2, 2103
    5, 4 2, 3712
    6, 8 2, 6322
    7, 5 2, 7411

     

    А. Используя метод ручного вычисления заполнена следующая таблица:

     

    3, 5 1, 2 1, 9 3, 3 4, 7 5, 4 6, 8 7, 5
      2, 3 -0, 7 -2, 1 -3, 5 -4, 2 -5, 6 -6, 3 1753, 441 0, 3486 0, 000199
      0, 7 1, 6 -1, 4 -2, 8 -3, 5 -4, 9 -5, 6 -421, 654 1, 0537 -0, 0025
      2, 1 1, 4 0, 2 -1, 4 -2, 1 -3, 5 -4, 2 25, 41218 1, 7844 0, 070218
      3, 5 2, 8 1, 4 -1, 2 -0, 7 -2, 1 -2, 8 67, 76582 2, 2103 0, 032617
      4, 2 3, 5 2, 1 0, 7 -1, 9 -1, 4 -2, 1 -120, 708 2, 3712 -0, 01964
      5, 6 4, 9 3, 5 2, 1 1, 4 -3, 3 -0, 7 652, 2461 2, 6322 0, 004036
      6, 3 5, 6 4, 2 2, 8 2, 1 0, 7 -4 -2439, 57 2, 7411 -0, 00112
                        0, 083803

     

    Для нахождения окончательного результата сумма значений столбца умножается на произведение диагональных разностей:

    Т.к. известно аналитическое выражение интерполируемой функции для сравнения вычислим результат

    Б. Далее составлена программа для компьютера на языке C# 4.5

    результат выполнения

     

    using System;

    namespace lab4_2

    {

    class Program

    {

    static void Main()

    {

    int i, j, n=7;

    double a=3.5, l, f;

    double[] x = {1.2, 1.9, 3.3, 4.7, 5.4, 6.8, 7.5};

    double[] y = {0.3486, 1.0537, 1.7844, 2.2103, 2.3712, 2.6322, 2.7411};

    f = 0;

    for(i=0; i< n-1; i++)

    {

    j = 0;

    l = 1;

    lebel1: if (i == j) j++;

    if (j < = n-1)

    {

    l=l*(a-x[j])/(x[i]-x[j]);

    j++;

    goto lebel1;

    }

     

    l = y[i] * l;

    f = f + l;

    }

     

    Console.Write(" При а = 3, 5 \nf(3, 5) = " + f);

    Console.Read();

    }

    }

    }

    Результат выполнения программы в среде Microsoft Visual Studio 2012 express

     

    Далее необходимо оценить погрешность интерполяции по формуле

    где

    ;

    производная (n+1) порядка

    Далее необходимо найти производную 7 порядка от

    ; ;

     

    n x f```````(x)
      1, 2 1140, 048529
      1, 9 31, 83077654
      3, 3 0, 456055226
      4, 7 0, 031170092
      5, 4 0, 010962358
      6, 8 0, 001954225
      7, 5 0, 000942736

     

    7! = 5040

    Погрешностью интерполяции в точке (или локальной погрешностью) называется модуль остатка интерполяции в этой точке

    Исходя из оценки интерполяционной погрешности вычисленные значения находятся в допустимых пределах.

     

    Задание 3. Для функции, заданной таблицей узловых значений, вычислить коэффициенты и составить формулы кубического сплайна.

    x        
    y        

     

    Используя формулы 4.52 стр. 226

    и обозначения

    Учитывая, что , составлена система уравнений для нахождения коэффициентов

     

     

     

     

     


     

     

     

    ;

    Далее по формуле 4.51 стр. 226 вычислены коэффициенты

    Далее по формуле 4.48 стр. 226 вычислены коэффициенты

     

    Поскольку значения коэффициентов – значения функции из таблицы, то сплайн построен

     

     

    Проверка результатов интерполирования путем вычисления значений сплайна в узловых точках показывает, что сплайн построен верно

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.