设f(x)=arcsinx,x∈[-1,1],在Φ=span{1,x,x²,x³}中求f(x)的最佳平方逼近多项式,能用代码解决一下这个问题吗
时间: 2023-02-05 09:41:52 浏览: 133
用MATLAB语言编写连续函数最佳平方逼近的算法程序(函数.pdf
好的,我可以尝试用代码来帮助您解决这个问题。
我们首先需要求出 $f(x)$ 的前四项幂级数展开式。由于 $f(x)=\arcsin x$,我们可以使用等价于 $\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ 的 Taylor 展开式来求得:
$$f(x)=x+\frac{x^3}{6}+\frac{3x^5}{40}+\frac{5x^7}{112}+\cdots$$
接下来,我们可以使用最小二乘法来求得在 $\Phi$ 基底下的最佳平方逼近多项式 $P(x)$。首先,我们需要构建观测矩阵 $\mathbf{A}$ 和观测向量 $\mathbf{b}$,其中 $\mathbf{A}$ 的第 $i$ 行第 $j$ 列元素为 $x_i^j$,$\mathbf{b}$ 的第 $i$ 元素为 $f(x_i)$。我们可以使用下面的 Python 代码来构建这两个矩阵:
```python
import numpy as np
# 构建观测矩阵 A 和观测向量 b
n = 4 # 拟合的多项式的阶次
x = np.linspace(-1, 1, n+1) # 生成 n+1 个均匀分布的点
A = np.vander(x, n+1) # 构建观测矩阵
b = np.array([f(xi) for xi in x]) # 构建观测向量
```
然后,我们可以使用最小二乘法求得系数矩阵 $\mathbf{c}$,其中 $P(x)=\sum_{i=0}^n c_i x^i$。我们可以使用下面的 Python 代
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