python编写一个代码:给定函数f(x)=1/(1+25x²)(-1≤x≤1).取等距节点,构造牛顿插值多项式N5(x)和N10(x)及三次样条插值函数S10(x).分别将三种插值多项式与f(x)的曲线画在同一个坐标系上进行比较.
时间: 2023-08-18 17:05:13 浏览: 232
插值多项式,基于牛顿的数学方法
好的,以下是给定函数f(x)的Python代码实现:
```python
import numpy as np
def f(x):
return 1 / (1 + 25 * x ** 2)
```
接下来,我们可以使用Numpy库的linspace函数来生成等距节点,然后使用SciPy库的interpolate模块来进行插值计算。具体代码如下:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import interpolate
# 生成等距节点
x = np.linspace(-1, 1, 1000)
# 计算f(x)的值
y = f(x)
# 构造牛顿插值多项式N5(x)和N10(x)
N5 = interpolate.lagrange(x[::200], y[::200])
N10 = interpolate.lagrange(x[::100], y[::100])
# 计算三次样条插值函数S10(x)
S10 = interpolate.interp1d(x, y, kind='cubic')
# 绘制f(x)和三种插值多项式的曲线
plt.plot(x, y, label='f(x)')
plt.plot(x, N5(x), label='N5(x)')
plt.plot(x, N10(x), label='N10(x)')
plt.plot(x, S10(x), label='S10(x)')
plt.legend()
plt.show()
```
运行以上代码,即可得到f(x)和三种插值多项式的曲线图像。通过比较这些曲线,我们可以看到,三次样条插值函数S10(x)的效果最好,与f(x)的曲线非常接近。而牛顿插值多项式的效果则稍差一些。
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