用c++编程实现牛顿差商插值法,要求输出真个差商表
时间: 2024-04-30 09:20:57 浏览: 148
数值分析 牛顿插值法c++代码
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以下是使用C++编写的牛顿差商插值法的代码,包括输出整个差商表:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
double newton_interpolation(double x, vector<double> &X, vector<double> &Y);
void print_diff_table(vector<vector<double>> &table);
int main() {
vector<double> X = {1, 2, 4, 5}; // 样本点的 X 坐标
vector<double> Y = {3, 5, 2, 6}; // 样本点的 Y 坐标
vector<vector<double>> diff_table(X.size(), vector<double>(X.size())); // 差商表
// 计算差商表
for (int i = 0; i < X.size(); i++) {
diff_table[i][0] = Y[i];
}
for (int j = 1; j < X.size(); j++) {
for (int i = j; i < X.size(); i++) {
diff_table[i][j] = (diff_table[i][j-1] - diff_table[i-1][j-1]) / (X[i] - X[i-j]);
}
}
// 输出差商表
print_diff_table(diff_table);
// 插值求解
double x = 3.5; // 待插值的 x 坐标
double y = newton_interpolation(x, X, Y);
cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl;
return 0;
}
double newton_interpolation(double x, vector<double> &X, vector<double> &Y) {
double result = Y[0];
double temp = 1;
vector<double> F(Y); // 差商表第一列
for (int i = 1; i < X.size(); i++) {
temp *= (x - X[i-1]);
for (int j = i; j < X.size(); j++) {
F[j] = (F[j] - F[j-1]) / (X[j] - X[j-i]);
}
result += F[i] * temp;
}
return result;
}
void print_diff_table(vector<vector<double>> &table) {
cout << "差商表:" << endl;
for (int i = 0; i < table.size(); i++) {
for (int j = 0; j < table[i].size(); j++) {
cout << table[i][j] << "\t";
}
cout << endl;
}
}
```
在本示例中,我们以样本点 $(1,3), (2,5), (4,2), (5,6)$ 为例,计算出其差商表,然后使用插值公式 $f(x) = \sum_{i=0}^{n} f[x_0, x_1, \cdots, x_i] \prod_{j=0}^{i-1} (x-x_j)$ 对 $x=3.5$ 进行插值求解。
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