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拉格朗日插值法公式

拉格朗日插值法公式是一種在給定節點上構造插值多項式的方法。具體公式為:

P_n(x) = \sum_{j=0}^n l_j(x) f(x_j)

其中,(P_n(x)) 是插值多項式,(l_j(x)) 是基函式,(f(x_j)) 是節點(x_j)上的函式值。基函式 (l_j(x)) 的定義如下:

l_j(x) = \prod_{i=0, i

eq j}^n \frac{x - x_i}

這個公式表示,對於給定的數據點 ( (x_0, y_0), (x_1, y_1), \ldots, (x_n, y_n) ),我們可以構造一個不超過 (n) 次的多項式 (P_n(x)),使得 (P_n(x_i) = y_i) 對於所有的 (i) 成立。這種方法適用於所有互異的節點 (x_i)(即節點不重複)。

作為特例,對於線性插值(即兩點插值),公式可以簡化為:

當 (n=1) 時,(P_1(x) = (x - x_1)(x - x_2) \frac{y_1}{x_1 - x_2} + (x - x_2)(x - x_1) \frac{y_2}{x_2 - x_1})。

這表明,對於兩個節點 ( (x_1, y_1)) 和 ( (x_2, y_2)),線性插值構造的是一個直線,通過這兩個點。