Використання інтерполяційних методів для ровз'язку нелінійних рівнянь

Ідея інтерполяційних методів полягає в тому, що задача знаходження коренів рівняння на проміжку , замінюється задачею знаходження коренів інтерполяційного полінома , побудованого для функції .

Розглянемо випадок, коли для  будується інтерполяційний поліном першого порядку  — інтерполяційний метод першого порядку. Припустимо, що нам відомі наближення і до кореня рівняння (1) (відмітимо, що в якості нульового і першого наближень зазвичай беруться наступні знаення або , де  — достатньо мале число). Вибравши їх в якості вузлів інтерполяції, побудуємо для функції  інтерполяційний поліном у формі Ньютона для нерівновіддалених значень аргументу:

де  — розділена різниця першого порядку. Замінюючи в рівнянні (1) функцію  інтерполяційним поліномом (2), одержимо лінійне рівняння . Приймаючи його розв'язок за нове наближення, приходимо до інтерполяційного методу першого порядку:

Відмітимо, що процес знаходження розв'язку рівняння (1) згідно інтерполяційного методу першого порядку, як і будь-якого іншого методу рішення задач такого типу, необхідно продовжувати до тих пір, поки модуль різниці між двома сусідніми значеннями наближень не стане меншим за деяке число , тобто .

Читати повністю

Інтерполяційна формула Ньютона для нерівновіддалених значень аргументу

Якщо таблиця значень функції дана не з постійним кроком, тобто проміжки між суміжними значеннями аргументу різні в різних місцях таблиці, то різниці між суміжними значеннями функції не можуть служити для опису зміни даної функції. В такому випадку для цього використовують величини, яку називають розділеними різницями.

Нехай функція  задана таблично:

njyton_interpolnerivn2

Таблиця фіксованих значень функції

де . Розділеною різницею першого порядку двох табличних значень називається відношення різниці значень функції до різниці відповідних значень аргументу. Це визначення застосовне для будь-якої пари значень аргументу, але зазвичай використовується для суміжних значень. Позначення розділених різниць першого порядку будуються так, щоб були вказані взяті табличі значення аргументу. Так, для приведеної вище таблиці розділені різниці першого порядку позначаються та обчислюються наступним чином:

Читати повністю

Інтерполяція функції за формулою Бесселя в середовищі програмування delphi

Delphi-проект призначений для побудову інтерполяційної кривої таблично заданої функції з рівновіддаленими вузлами. В якості інтерполяційної формули програма використовує формулу Бесселя. Головне вікно проекту ділиться на три частини: таблиця фіксованих значень функції (компонент TStringGrid), область виводу інтерполяційної кривої (компонент TChart) та панель задач з допомогою якої можна змінювати розмірність таблиці TStringGrid (поле "Розмір таблиці"), здійснювати побудову графіка в компоненті TChart (кнопка "Інтерполювати") та обчислити значення функції в точці відмінній від заданих (кнопка "Обчислити значення функції в точці" та поле вводу TEdit — міститься з правої частині).

Інтерполяційна формула Бесселя на delphi

Головне вікно delphi-проекту "Інтерполяційна формула Бесселя"

Читати повністю

Інтерполяція функції за формулою Стірлінга в середовищі програмування delphi

Delphi-проект здійснює побудову інтерполяційної кривої таблично заданої функції з рівновіддаленими вузлами, і використовує для цього інтерполяційну формулу Стірлінга. Головне вікно проекту ділиться на три частини: таблиця фіксованих значень функції (компонент TStringGrid), область виводу інтерполяційної кривої (компонент TChart) та панель задач з допомогою якої можна змінювати розмірність таблиці TStringGrid (поле "Розмір таблиці"), здійснювати побудову графіка в компоненті TChart (кнопка "Інтерполювати") та обчислити значення функції в точці відмінній від заданих (кнопка "Обчислити значення функції в точці" та поле вводу TEdit — міститься з правої частині).

Інтерполяційна формула Стірлінга на delphi

Головне вікно delphi-проекту "Інтерполяційна формула Стірлінга"

Для того, щоб здійснити побудову інтерполяційної кривої, заповнюємо таблицю даними фіксованих значень, після чого, натискаємо кнопку «Інтерполювати». В результаті програма виконає необхідні обчислення і видасть результат у вигляді графіка.

Читати повністю

Інтерполяція функції використовуючи формулу Бесселя

Для виводу інтерполяційної формули Бесселя візьмемо Інтерполяційна формула Бесселя рівновіддалених вузли інтерполяції stirling_interpolation4 з кроком Інтерполяційна формула Бесселя, і нехай Інтерполяційна формула Бесселя задані значення функції в даних вузлах.

Після цього, скориставшись другою інтерполяційною формулою Гаусса, в якості початкового наближення для якої взявши значення Інтерполяційна формула Бесселя та Інтерполяційна формула Бесселя, отримаємо:

stirling_interpolation31

Далі, за початкове наближення візьмемо значення Інтерполяційна формула Бесселя. Тоді Інтерполяційна формула Бесселя, причому відповідно індекси всіх різниць в правій частині формули (1) виростуть на одиницю. Замінивши в правій частині (1) stirling_interpolation12 на stirling_interpolation13 і збільшивши індекси всіх скінченних різниць на 1, отримаємо допоміжну інтерполяційну формулу:

Читати повністю

Інтерполяція в середині таблиці. Інтерполяційна формула Стірлінга

Інтерполяційні формули Гаусса являються не єдиними, які відносяться до категорії формул з центарльними різницями. До їх числа також відносять інтерполяційну формулу Стірлінга та Бесселя. В даному матеріалі розглянемо першу з них.

Інтерполяційна формула Стірлінга, представляє собою середнє арифметичне першої та другої інтерполяційних формул Гаусса і приймає наступний вигляі:

Інтерполяційна формула Стірлінга

де Інтерполяційна формула Стірлінга.

Читати повністю

Побудова інтерполяційних кривих з допомогою інтерполяційних формул Гаусса в середовищі програмування delphi

Delphi-проект "Інтерполяційна формула Гаусса" призначений для побудови графіка таблично заданої функції з рівновіддаленими вузлами, використовучи першу та другу інтерполяційні формули Гаусса. Головне вікно проекту ділиться на три частини: таблиця фіксованих значень функції (компонент TStringGrid), область виводу інтерполяційної кривої (компонент TChart) та панель задач з допомогою якої можна змінювати розмірність таблиці TStringGrid (поле "Розмір таблиці"), здійснювати побудову графіка в компоненті TChart (кнопка "Інтерполювати") та обчислити значення функції в точці відмінній від заданих (кнопка "Обчислити значення функції в точці" та поле вводу TEdit — міститься з правої частині).

Головне вікно delphi-проекту "Інтерполяційна формула Гаусса"

Головне вікно delphi-проекту "Інтерполяційна формула Гаусса"

Для того, щоб здійснити побудову інтерполяційної кривої, заповнюємо таблицю даними фіксованих значень, після чого, натискаємо кнопку «Інтерполювати». В результаті програма виконає необхідні обчислення і видасть результат у вигляді графіка.

Читати повністю

Наступна сторінка »