АЧМ - Алгоритмы и Численные Методы
Поиск  
АЧМ - Алгоритмы и Численные Методы  


Интерполяция и сглаживание

Постановка задачи интерполирования

Приближение функций

Для некоторой функции на отрезке определена таблица ее значений в конечном числе точек этого отрезка , где , , , . Такой способ задания функций называется табличным. Например, таблицы Брадиса.

Интерполяция заключается в нахождении по таблице значений функции ее приближенного аналитического выражения , приближающего функцию на отрезке , причем . Это позволяет получить приближенное значение функции в любой точке отрезка , а не только в точках таблицы.

Приближение одной функции другой

Аналитическое выражение для функции известно и является слишком сложным, а функция должна подвергаться различным математическим операциям. Если функция хорошо приближается многочленами, то также используется интерполяция.

Планирование эксперимента

При минимальном количестве измерений определить наилучшее приближение функции . Возможно, также получение значений функции из экспериментальных данных, так что получение других промежуточных значений может оказаться затруднительным или невозможным, а аналитическое выражении функции неизвестным.

Если интерполяционная функция – многочлен, то задача интерполяции может быть сформулирована следующим образом. Для данных значений найти многочлен степени , удовлетворяющий условиям

,

((1)

где точки - узлы интерполяции, а многочлен степени - интерполяционный многочлен.

1. Непрерывная на отрезке функция может быть как угодно хорошо приближена на этом отрезке многочленом (которых существует бесконечно много).

2. Для заданных на плоскости точек с различными абсциссами существует единственный полином степени не выше , который проходит через все эти точки.

Гладкая функция порядка – функция, имеющая на множестве задания производные порядка , причем -ая производная непрерывна.

Гладкая линия – линия, если функции ее параметрического задания непрерывно дифференцируемы на заданном промежутке и в любой его точке одновременно не обращаются в 0.

Кусочно-гладкая линия – линия, которую можно разбить на конечное число гладких линий.

Геометрически задача отыскания функции по заданным ее частным значениям означает построение кривой, проходящей через точки плоскости с координатами . Через заданные точки можно провести бесчисленное множество различных кривых, поэтому вводятся дополнительные ограничения, чтобы задача приобрела более определенный характер.


KDSW Logo  © Copyright 2005 KDSW Systems [ Kamaev Dmitry SoftWorks ]