Иллюстрированный самоучитель по Maple 9

Интерполяция методом Ньютона

Локальная переменная N определяется как такая, что на единицу меньше числа элементов в списке X. Переменная S определяется как функция двух переменных: индекса к и аргумента t и представляет собой произведение, которое умножается затем на коэффициент с индексом к+1.

На заметку
Несовпадение индексов выше объясняется просто. Дело в том, что индексация коэффициентов начинается с нуля, а индексация элементов в списках X и У – с единицы
.

Далее определяется функция L(), имеющая структуру интерполяционного полинома Ньютона. В этой функции присутствуют неизвестные пока что коэффициенты а[ j]. Чтобы найти эти коэффициенты, зададим уравнения, из которых они будут определяться. Уравнения будем записывать в качестве элементов множества EqSys, которое инициализируется как пустое. Уравнения определяются следующим образом. В операторе цикла с помощью индексной переменной 1 перебираются значения из списка X и подставляются в функцию L(), задающую полином. По определению в этих точках значения полинома должны совпадать с соответствующими элементами из списка Y. Полученные уравнения заносятся во множество EqSys.

Внимание!
Не следует забывать, что нижняя граница изменения индексной переменной равна 0, в то время как индексация элементов списков начинается с 1
.

Полученная в результате система решается относительно неизвестных коэффициентов, для чего используется процедура solve ().

На заметку
Для решения такой системы в среде, отличной от Maple, пришлось бы разрабатывать специальные подпрограммы
.

Для того чтобы коэффициентам присвоить значения в соответствии с полученным решением, используется процедура assign(). Результат решения системы уравнений возвращается в виде множества равенств, определяющих искомые коэффициенты. Именно на это множество и ссылается переменная среды % в аргументе команды. После этого в выражении L(x) слагаемые группируются по степеням аргумента, и такое выражение возвращается как результат выполнения процедуры.

Внимание!
В отличие от предыдущих случаев, в том числе и процедуры newton(), где результат процедуры задавался как действие, в процедуре newton2() результатом является выражение. Здесь переменная интерполирования указывается параметром процедуры
.

Определяем теперь базовые списки с узловыми точками и значениями функции.

Иллюстрированный самоучитель по Maple 9 › Численные методы › Интерполяция методом Ньютона

Получаем вполне ожидаемый результат.

Поскольку, как неоднократно отмечалось, при использовании метода Ньютона получаем тот же полином, что и при интерполяции Лагранжа, справедливыми остаются все замечания, касающиеся точности интерполяционного полинома и оптимального выбора узловых точек. Здесь на подобных вопросах останавливаться не будем.

Само собой разумеется, что интерполирование полиномами не является единственно возможным способом выполнения интерполяции. Рассмотрим иные методы.

Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите CTRL + Enter, чтобы сообщить об этом редактору.