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文档简介

湘潭大学数学与计算科学学院1§3

Hermite插值一、问题的提法二、Hermite插值公式

湘潭大学数学与计算科学学院2一、问题的提法前面提到的插值,仅要求插值多项式p(x)与被插值函数f(x)在插值点处有相同的值,这种多项式往往不能反映插值函数的变化趋势.现在提出一个新的插值问题:

要求构造一个多项式H(x),使它与函数f(x)在插值点处不仅有相同的函数值,

而且还有相同的导数值.这种带导数的插值叫做Hermite插值.湘潭大学数学与计算科学学院3是n+1个不相同的节点,其中插值问题:设求作次数不超过2n+1次的代数多项式H(x),使它满足插值条件:湘潭大学数学与计算科学学院4二、Hermite插值公式

本节主要讨论两点Hermite插值,即n=1的情形.插值问题变为:求满足(3.2)下面构造性地给出两点Hermite插值问题:1、适定性证明2、相应的插值公式湘潭大学数学与计算科学学院5定理3.1

两点Hermite插值问题的解存在且唯一。证明首先证明存在性.在标准单元[0,1]上构造两个特殊的三次代数多项式满足插值条件容易求得

(3.3)湘潭大学数学与计算科学学院6若令即满足:则其中湘潭大学数学与计算科学学院7同样若令即满足:则湘潭大学数学与计算科学学院8类似地若令则

湘潭大学数学与计算科学学院9综合为(3.3)则且满足(3.4)湘潭大学数学与计算科学学院10利用(3.4)式,容易验证满足插值条件(3.2),从而存在性得证.(3.5)湘潭大学数学与计算科学学院11现在证明唯一性.假设另有一个三次数多项式G(x)满足插值条件(3.2)R(x)是次数小于等于3的代数多项式,而上式表明,它有2个重根,令R(x)=H3(x)–G(x),则由(3.2)有即:除非湘潭大学数学与计算科学学院12(3.5)称(3.5)式为两点Hermite插值公式,为两点Hermite插值多项式;相应的而被称为关于的两点Hermite插值问题的基函数.

是一个非常重要的Hermite插值多项式,在点和处它所刻画的曲线与不仅有相同的函数值,而且有相同的斜率.湘潭大学数学与计算科学学院13两点Hermite插值问题解的误差分析

定理3.2若在存在,两点Hermite插值问题解的误差为则对(3.6)且依赖于其中证明(略)湘潭大学数学与计算科学学院14例1

已知f(x)=x1/2及其一阶导数的数据见下表,用Hermite插值公式计算1251/2的近似值.x121144f(x)1112f'(x)1/221/24解湘

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