高次埃尔米特插值示例


Ⅰ. 前言 –> Ⅱ. 示例


Ⅰ. 前言

涉及到牛顿插值均差系数,建议先阅读:

牛顿插值


Ⅱ. 示例

计算已知点列和条件构成的插值多项式:

点列:

\bm{\vec{x}}=(-1,\ 0,\ 1)\ \ \ \ \bm{\vec{y}}=(0,\ -4,\ -2)

条件:

\begin{align}
    \begin{cases}
    \bm{\vec{y'}}=({\rm Unknown},\ 0,\ 5)
    \\
    \bm{\vec{y''}}=({\rm Unknown},\ 6,\ {\rm Unknown})
    \end{cases}
    \notag
\end{align}

x_1=0 处出现了一阶导数 0 和二阶导数 6,共计 2 次,在 x_2=1 处出现一阶导数 5,共计 1 次.

所以构造如下均差表:

x

y

一阶差商

二阶差商

三阶差商

四阶差商

五阶差商

-1

0

0

-4

(-4-0)/[0-(-1)]= -4

0

-4

[-4-(-4)]/[(0-0) \times1!]= y_1'\div1! =0

[0-(-4)]/[0-(-1)]= 4

0

-4

[-4-(-4)]/[(0-0) \times1!]= y_1'\div1! =0

(0-0)/[(0-0) \times2!]= y_1''\div2! =3

(3-4)/[0-(-1)]= -1

1

-2

[-2-(-4)]/(1-0)=2

(2-0)/(1-0)=2

(2-3)/(1-0)=-1

[-1-(-1)]/[1-(-1)]= 0

1

-2

[-2-(-2)]/[(1-1) \times1!]= y_2'\div1! =5

(5-2)/(1-0)=3

(3-2)/(1-0)=1

[1-(-1)]/(1-0)=2

(2-0)/[1-(-1)]= 1

所以五次埃尔米特插值多项式为:

H(x)=0\times1-4[x-(-1)]+4[x-(-1)](x-0)-[x-(-1)](x-0)^2+0+[x-(-1)](x-0)^3(x-1)