Эврика!

Как по точкам найти функцию

Как по точкам найти функцию

Во многих случаях данные статистики или измерений какого-либо процесса бывают представлены в виде набора дискретных значений. Но для того, чтобы на их основе построить непрерывный график, нужно по этим точкам найти функцию. Сделать это можно путем интерполяции. Для этого хорошо подходит полином Лагранжа.

Вам понадобится

  • - бумага;
  • - карандаш.

Инструкция

  • Определите степень полинома, который будет использован для интерполирования. Он имеет вид: Кn*Х^n + К(n-1)*Х^(n-1) +... + К0*Х^0. Число n здесь на 1 меньше количества известных точек с различными Х, через которые должна проходить результирующая функция. Поэтому просто пересчитайте точки и отнимите от полученного значения единицу.
  • Определите общей вид искомой функции. Поскольку Х^0 = 1, то она примет вид: f(Хn) = Кn*Х^n + К(n-1)*Х^ (n-1) +... + К1*Х + К0, где n - найденное на первом шаге значение степени полинома.
  • Начните составление системы линейных алгебраических уравнений с целью нахождения коэффициентов интерполирующего полинома. Исходный набор точек задает ряд соответствий значений координат Хn искомой функции по оси абсцисс и оси ординат f(Хn). Поэтому поочередная подстановка величин Хn в полином, значение которого будет равно f(Хn), позволяет получить нужные уравнения:
    Кn*Хn^n + К(n-1)*Хn^ (n-1) +... + К1*Хn + К0 = f(Хn)
    Кn*Х(n-1)^n + К(n-1)*Х(n-1)^ (n-1) +... + К1*Х(n-1) + К0 = f(Х(n-1))
    ...
    Кn*Х1n + К(n-1)*Х1^ (n-1) + ... + К1*Х1 + К0 = f(Х1).
  • Представьте систему линейных алгебраических уравнений в удобном для решения виде. Вычислите значения Хn^n... Х1^2 и Х1...Хn, а затем подставьте их в уравнения. При этом значения (также известные) перенесите в левую часть уравнений. Получится система вида:
    Сnn*Кn + Сn(n-1)*К(n-1) +... + Сn1*К1 + К0 - Сn = 0
    С(n-1)n*Кn + С(n-q)(n-1)*К(n-1) +... + С(n-1)1*К1 + К0 - С(n-1) = 0
    ...
    С1n*Кn + С1(n-1)*К(n-1) +... + С11*К1 + К0 - С1 = 0
    Здесь Сnn = Хn^n, а Сn = f(Хn).
  • Решите систему линейных алгебраических уравнений. Используйте любой известный способ. Например, метод Гаусса или Крамера. В результате решения будут получены значения коэффициентов полинома Кn...К0.
  • Найдите функцию по точкам. Подставьте коэффициенты Кn...К0, найденные в предыдущем шаге, в полином Кn*Х^n + К(n-1)*Х^ (n-1) +... + К0*Х^0. Данное выражение и будет являться уравнением функции. Т.е. искомая f(Х) = Кn*Х^n + К(n-1)*Х^ (n-1) +... + К0*Х^0.

Как найти координаты вектора в базисе
Как найти координаты вектора в базисе
Как производить разбор предложения
Как производить разбор предложения
Кто такой нодозавр
Кто такой нодозавр
Что такое орфография
Что такое орфография
Испарение как явление
Испарение как явление
Как сделать селитру
Как сделать селитру

© CompleteRepair.Ru