第六章 函数的插值方法

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习题6.1

1. 求三个一次多项式)(x g 、)(x h 和)(x f 的积)()()(x h x g x f ⋅⋅.它们的零点分别为0.2,0.5,1.3.

2. 求多项式9425)(25-+-=x x x x g 被

736)(2+-=x x x f 相除后的结果. 习题6.2

1. 已知函数)(x f 在]7,1[上具有二阶连续导数,

5)("≤x f ,且满足条件12)7(,1)1(==f f .求线性插值多项式和函数值)5.3(f ,并估计其误差.

2. 求函数=)(x f e x 3-在]4,0[上线性插值多项式,并估计其误差.

3. 求将区间 [π/6, π/2] 分成n 等分)2,1(=n ,用x x f y sin )(==产生1+n 个节

点,然后根据(6.9)和(6.13)式分别作线性插值函数)(1x P

和抛物线插值函数)(2x P .用它们分别计算sin (π/5) (取四位有效数字),并估计其误差.

4.给出节点数据00.27)00.3(=-f ,00.1)00.0(=f ,00.2)00.1(=f ,00.17)00.2(=f ,作三次拉格朗日插值多项式计算)4.1(f ,并估计其误差.

5. 给出节点数据03.37)15.3(=-f ,24.7)00.1(=-f ,05.1)01.0(=f ,03.2)02.1(=f , 0

6.17)03.2(=f ,05.23)25.3(=f 作五次拉格朗日插值多项式和基函数,并写出估计其误差的公式.

6. 已知5.030sin = ,7071.045sin = ,190sin = ,求 40sin 的近似值,并估计

其误差.

习题6.3

1. 已知函数)(x f 在]7,1[上具有二阶连续导数,

5)("≤x f ,且满足条件12)7(,1)1(==f f .求一阶牛顿插值多项式和函数值)5.3(f ,并估计其误差.

2. 求函数=)(x f e x 3-在]4,0[上六阶牛顿插值多项式和估计误差的公式.

3. 将区间 [π/6, π/2] 分成n 等分)2,1(=n ,用x x f y sin )(==产生1+n 个节点,求二阶和三阶牛顿插值多项式)(2x P 和)(3x P .用它们分别计算sin (π/7) (取四位有效数字),并估计其误差.

4.给出节点数据00.27)00.3(=-f ,00.1)00.0(=f ,00.2)00.1(=f ,00.17)00.2(=f 作三阶牛顿插值多项式计算)4.1(f ,并估计其误差.

5. 给出节点数据03.37)15.3(=-f ,24.7)00.1(=-f ,05.1)01.0(=f ,03.2)02.1(=f , 0

6.17)03.2(=f ,05.23)25.3(=f 作五阶牛顿插值多项式和差商,并写出估计其误差的公式.

6. 已知5.030sin = ,7071.045sin = ,190sin = ,用牛顿插值法求 40sin 的近

似值,并估计其误差.

习题6.4

1. 给定函数)(x f 在点4/,6/10π=π=x x 处的函数值5.0)(0=x f ,

1707.0)(1=x f 和导数值0866.0)(0'=x f ,1707.0)(1'=x f ,且1)()4(≤x f ,求函数

)(x f 在点10,x x 处的3阶埃尔米特插值多项式)(3x H 和误差公式.

2. 求函数=)(x f e x 3-在]4,0[上五阶埃尔米特插值多项式,并估计其误差.

3. 将区间 [π/6, π/2] 分成n 等分)2,1(=n ,用x x f y sin )(==产生1+n 个节点,然后根据(6.42)和(6.44)式分别作埃尔米特插值多项式及其误差公式.用它们分别计算sin (π/5) (取四位有效数字),并估计其误差.

4.给出节点数据00.27)00.3(=f ,00.1)00.1(=f ,00

.2)00.1('=f ,00.17)00.3('=f 作埃尔米特插值多项式,计算)4.1(f ,并估计其误差. 5. 给出节点数据03.37)15.3(=-f ,24.7)00.1(=-f ,05.1)01.0(=f ,03.2)15.3('=-f ,

06.17)00.1('=-f ,05.23)01.0('=f 作埃尔米特插值多项式,并写出估计误差的公式.

6. 已知5.030sin = ,170

7.045sin = ,190sin = ,0866.0)(0'=x f ,

1707.0)(1'=x f ,0000.0)(0'=x f ,且1)()

6(≤x f ,作埃尔米特插值多项式,求

40sin 的近似值,并估计其误差.

习 题6.5 1. 作函数

22511

)(x x f +=

在区间]5,5[-上的n 次拉格朗日插值多项式)(x L n 的图形)10,8,6,4,2(=n ,并讨论插值多项式)(x L n 的次数与误差)(x R n 的关系. 2. 设函数

)2514cos 3sin(

)(2x x x f +-=定义在区间],[ππ-上,取13=n ,按等距节点求分段线性插值函数)(x S n ,并用MA TLAB 程序计算各小区间中点处)(x S n 的值及其相对误差. 3. 设函数

211

)(x x f +=定义在区间]5,5[-上,取10=n ,按等距节点构造分段线性插值函数)(x S n ,用MA TLAB 程序计算各小区间中点i x 处)(x S n 的值,作出节点,插值点,)(x f 和)(x S n 的图形.

4. 设函数

)12sin(15.0)(2--=x x x f 定义在区间],[ππ-上,取7=n ,按等距节点构造分段线性插值函数)(x S n ,用MA TLAB 程序计算各小区间中点i x 处)(x S n 的值,作出节点,插值点,)(x f 和)(x S n 的图形.

5. 设函数))432sin 3tan(cos(

)(2x x x f ++=定义在区间],[ππ-上,取10=n ,按等距

节点构造分段线性插值函数)(x S n . (1)用MA TLAB 程序计算各小区间中点i x 处)(x S n 的值,作出节点,插值点,)(x f 和)(x S n 的图形;

(2) 并用MA TLAB 程序计算各小区间中点处)(x S n 的值及其相对误差;

(3) 用MATLAB 程序估计)(max "x f x π≤≤π-和)(x S n 在区间],[ππ-上的误差限.

习 题6.6

1. 作函数22511

)(x x f +=在区间]5,5[-上的分段埃尔米特插值函数)(3,x H n 的图形

(按等距节点,分别取)10,8,6,4,2=n ,并讨论分段埃尔米特插值函数)(3,x H n 的次数与误差)(x R n 的关系.

2. 设函数

)2514cos 3sin()(2x x x f +-=定义在区间],[ππ-上,取13=n ,按等距节点构造

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