实验二 Lagrange插值与Newton插值第一题:按下列数据x-3.0-1.01.02.03.0y1.01.52.02.01.0作Lagrange插值,并求x1=-2,x2=0,x3=2.75时的函数近似c语言
时间: 2024-09-25 16:14:11 浏览: 47
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实验二的题目要求利用拉格朗日插值法对给定的数据点 (x_i, y_i) 进行插值,并计算特定点 x1, x2, x3 的函数近似值。拉格朗日插值公式是:
\[ P(x) = \sum_{i=0}^{n} y_i L_i(x) \]
其中 \( n \) 是数据点的数量,\( L_i(x) \) 是拉格朗日基础多项式,对于第 i 个数据点 (x_i, y_i),\( L_i(x) \) 表示:
\[ L_i(x) = \prod_{j=0, j\neq i}^{n} \frac{x - x_j}{x_i - x_j} \]
对于给定的数据,首先我们需要创建这些拉格朗日多项式,然后代入 x1, x2, x3 来求出对应的函数值。
以下是使用 C 语言的基本步骤:
1. 定义一个函数 `lagrange_interpolate`,输入为数组 `x`, `y` 和需要查询的点 `x1`, `x2`, `x3`。
2. 初始化一个变量 `P` 存储结果。
3. 遍历数据点,计算每个 \( L_i(x1), L_i(x2), L_i(x3) \),并将对应乘以 y_i 加到 `P` 中。
4. 返回计算后的 `P`。
由于这是一个编写代码的问题,我将给出伪代码示例:
```c
double[] x = { -3.0, -1.0, 1.0, 2.0, 3.0 };
double[] y = { 1.0, 1.5, 2.0, 2.0, 1.0 };
double interpolate_lagrange(double x1, double x2, double x3) {
int n = sizeof(x) / sizeof(x[0]);
double P = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
double numerator = 1;
// 计算拉格朗日系数
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (i == j)
continue;
numerator *= (x1 - x[j]) / (x[i] - x[j]);
}
P += y[i] * numerator;
}
return P;
}
// 调用插值函数并打印结果
double result_x1 = interpolate_lagrange(-2.0, 0.0, 2.75);
printf("Lagrange插值在 x1=%f, x2=%f, x3=%f 处的结果是 %f\n", x1, x2, x3, result_x1);
```
请注意,实际的 C 代码还需要处理边界条件、浮点数精度等问题。完成上述步骤后,即可得到在指定点的函数近似值。
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