fbpx
维基百科

均差

均差(Divided differences)是遞歸除法過程。在数值分析中,可用於計算牛頓多項式形式的多項式插值的係數。在微积分中,均差与导数一起合称差商,是对函数在一个区间内的平均变化率的测量[1][2][3]

均差也是一种算法查尔斯·巴贝奇差分机,是他在1822年发表的论文中提出的一种早期的机械计算机,在历史上意图用来计算对数表和三角函数表, 它设计在其运算中使用这个算法[4]

定義 编辑

給定n+1個數據點

 

定義前向均差為:

 

定義後向均差為:

 

表示法 编辑

假定數據點給出為函數 ƒ,

 

其均差可以寫為:

 

對函數 ƒ 在節點 x0, ..., xn 上的均差還有其他表示法,如:

 

例子 编辑

給定ν=0:

 

為了使涉及的遞歸過程更加清楚,以列表形式展示均差的計算過程[5]

 

展開形式 编辑

數學歸納法可證明[6]

 

此公式體現了均差的對稱性質。[7]故可推知:任意调换數據點次序,其值不变。[8]

性质 编辑

  • 对称性:若 是一个排列
 
 
  • 萊布尼茨法則英语General Leibniz rule
 
  • 均差中值定理英语Mean value theorem (divided differences)
 

等價定義 编辑

通過對換 n 阶均差中(x0,y0)与(xn-1,yn-1),可得到等價定義:

 

這個定義有著不同的計算次序:

 

以列表形式展示這個定義下均差的計算過程[9]

 

牛頓插值法 编辑

 
自然哲學的數學原理》的第三編“宇宙體系”的引理五的图例。這裡在橫坐標上有6個點H,I,K,L,M,N,對應著6個值A,B,C,D,E,F,生成一個多項式函數對這6個點上有對應的6個值,計算任意點S對應的值R。牛頓給出了間距為單位值和任意值的兩種情況。

牛頓插值公式,得名於伊薩克·牛頓爵士,最早发表为他在1687年出版的《自然哲學的數學原理》中第三編“宇宙體系”的引理五,此前詹姆斯·格雷果里於1670年和牛頓於1676年已經分別獨立得出這個成果。一般稱其為連續泰勒展開的離散對應。

使用均差的牛顿插值法[10]

 

可以在计算过程中任意增添节点如點(xn+1,yn+1),只需計算新增的n+1階均差及其插值基函數,而无拉格朗日插值法需重算全部插值基函数之虞。

對均差採用展開形式[11]

 

以2階均差牛頓插值為例:

 

前向差分 编辑

當數據點呈等距分佈的時候,這個特殊情況叫做“前向差分”。它們比計算一般的均差要容易。

定義 编辑

給定n+1個數據點

 

有著

 

定義前向差分為:

 

前向差分所对应的均差为[12]

 

例子 编辑

 

展開形式 编辑

差分的展開形式是均差展開形式的特殊情況[13]

 

這裡的表達式

 

二項式係數,其中的(n)k是“下降階乘冪”,空積(n)0被定義為1。

插值公式 编辑

其對應的牛頓插值公式為:

 

無窮級數 编辑

牛頓在1665年得出並在1671年寫的《流數法》中發表了ln(1+x)的無窮級數,在1666年得出了arcsin(x)和arctan(x)的無窮級數,在1669年的《分析學》中發表了sin(x)、cos(x)、arcsin(x)和ex的無窮級數;萊布尼茨在1673年大概也得出了sin(x)、cos(x)和arctan(x)的無窮級數。布魯克·泰勒在1715年著作《Methodus Incrementorum Directa et Inversa》[14]中研討了“有限差分”方法,其中論述了他在1712年得出的泰勒定理,這個成果此前詹姆斯·格雷果里在1670年和萊布尼茨在1673年已經得出,而約翰·伯努利在1694年已經在《教師學報》發表。

他對牛頓的均差的步長取趨於0的極限,得出:

 

冪函數的均差 编辑

使用普通函數記號表示冪运算, ,有:

 

此中n+1元m次齊次多項式的記法同於多項式定理

泰勒形式 编辑

泰勒級數和任何其他的函數級數,在原理上都可以用來逼近均差。將泰勒級數表示為:

 

均差的泰勒級數為:

 

 項消失了,因為均差的階高於多項式的階。可以得出均差的泰勒級數本質上開始於:

 

依據均差中值定理英语Mean value theorem (divided differences),這也是均差的最簡單逼近。

皮亞諾形式 编辑

均差還可以表達為

 

這裡的Bn-1是數據點x0,...,xn的n-1次B樣條,而f(n)是函數f的n階導數。這叫做均差的皮亞諾形式,而Bn-1是均差的皮亞諾核。

註釋與引用 编辑

  1. ^ Frank C. Wilson; Scott Adamson. Applied Calculus. Cengage Learning. 2008: 177. ISBN 0-618-61104-5. 
  2. ^ Tamara Lefcourt Ruby; James Sellers; Lisa Korf; Jeremy Van Horn; Mike Munn. Kaplan AP Calculus AB & BC 2015. Kaplan Publishing. 2014: 237. ISBN 978-1-61865-686-5. 
  3. ^ Thomas Hungerford; Douglas Shaw. Contemporary Precalculus: A Graphing Approach. Cengage Learning. 2008: 211–212. ISBN 0-495-10833-2. 
  4. ^ Isaacson, Walter. The Innovators. Simon & Schuster. 2014: 20. ISBN 978-1-4767-0869-0. 
  5. ^
     
  6. ^
     
  7. ^ 《数值分析及科学计算》 薛毅(编) 第六章 第2节 Newton插值. P200.
  8. ^ 《数值分析及科学计算》 薛毅(编) 第六章 第2节 Newton插值. P201.
  9. ^
     
  10. ^ The Newton Polynomial Interpolation. [2019-04-19]. (原始内容于2019-04-19). 
  11. ^
     
  12. ^ Burden, Richard L.; Faires, J. Douglas. Numerical Analysis 9th. 2011: 129. 
  13. ^
     
  14. ^ Methodus Incrementorum Directa et Inversa(页面存档备份,存于互联网档案馆

参考书目 编辑

  • Louis Melville Milne-Thomson. The Calculus of Finite Differences. American Mathematical Soc. 2000. Chapter 1: Divided Differences [1933]. ISBN 978-0-8218-2107-7. 
  • Myron B. Allen; Eli L. Isaacson. Numerical Analysis for Applied Science. John Wiley & Sons. 1998. Appendix A. ISBN 978-1-118-03027-1. 
  • Ron Goldman. Pyramid Algorithms: A Dynamic Programming Approach to Curves and Surfaces for Geometric Modeling. Morgan Kaufmann. 2002. Chapter 4:Newton Interpolation and Difference Triangles. ISBN 978-0-08-051547-2. 

參見 编辑

均差, divided, differences, 是遞歸除法過程, 在数值分析中, 可用於計算牛頓多項式形式的多項式插值的係數, 在微积分中, 与导数一起合称差商, 是对函数在一个区间内的平均变化率的测量, 也是一种算法, 查尔斯, 巴贝奇的差分机, 是他在1822年发表的论文中提出的一种早期的机械计算机, 在历史上意图用来计算对数表和三角函数表, 它设计在其运算中使用这个算法, 目录, 定義, 表示法, 例子, 展開形式, 性质, 等價定義, 牛頓插值法, 前向差分, 定義, 例子, 展開形式, 插值公式, 無. 均差 Divided differences 是遞歸除法過程 在数值分析中 可用於計算牛頓多項式形式的多項式插值的係數 在微积分中 均差与导数一起合称差商 是对函数在一个区间内的平均变化率的测量 1 2 3 均差也是一种算法 查尔斯 巴贝奇的差分机 是他在1822年发表的论文中提出的一种早期的机械计算机 在历史上意图用来计算对数表和三角函数表 它设计在其运算中使用这个算法 4 目录 1 定義 2 表示法 3 例子 4 展開形式 5 性质 6 等價定義 7 牛頓插值法 8 前向差分 8 1 定義 8 2 例子 8 3 展開形式 8 4 插值公式 8 5 無窮級數 9 冪函數的均差 10 泰勒形式 11 皮亞諾形式 12 註釋與引用 13 参考书目 14 參見定義 编辑給定n 1個數據點 x0 y0 xn yn displaystyle x 0 y 0 ldots x n y n nbsp 定義前向均差為 yn yn n 0 n yn yn j yn 1 yn j yn yn j 1 xn j xn n 0 n j j 1 n displaystyle begin aligned mathopen y nu amp y nu quad nu in 0 ldots n mathopen y nu ldots y nu j amp frac y nu 1 ldots y nu j y nu ldots y nu j 1 x nu j x nu quad nu in 0 ldots n j j in 1 ldots n end aligned nbsp 定義後向均差為 yn yn n 0 n yn yn j yn yn j 1 yn 1 yn j xn xn j n j n j 1 n displaystyle begin aligned mathopen y nu amp y nu quad nu in 0 ldots n mathopen y nu ldots y nu j amp frac y nu ldots y nu j 1 y nu 1 ldots y nu j x nu x nu j quad nu in j ldots n j in 1 ldots n end aligned nbsp 表示法 编辑假定數據點給出為函數 ƒ x0 f x0 xn f xn displaystyle x 0 f x 0 ldots x n f x n nbsp 其均差可以寫為 f xn f xn n 0 n f xn xn j f xn 1 xn j f xn xn j 1 xn j xn n 0 n j j 1 n displaystyle begin aligned f x nu amp f x nu qquad nu in 0 ldots n f x nu ldots x nu j amp frac f x nu 1 ldots x nu j f x nu ldots x nu j 1 x nu j x nu quad nu in 0 ldots n j j in 1 ldots n end aligned nbsp 對函數 ƒ 在節點 x0 xn 上的均差還有其他表示法 如 x0 xn f x0 xn f D x0 xn f displaystyle begin matrix mathopen x 0 ldots x n f mathopen x 0 ldots x n f mathopen D x 0 ldots x n f end matrix nbsp 例子 编辑給定n 0 y0 y0 y0 y1 y1 y0x1 x0 y0 y1 y2 y1 y2 y0 y1 x2 x0 y0 y1 y2 y3 y1 y2 y3 y0 y1 y2 x3 x0 y0 y1 yn y1 y2 yn y0 y1 yn 1 xn x0 displaystyle begin aligned mathopen y 0 amp y 0 mathopen y 0 y 1 amp frac y 1 y 0 x 1 x 0 mathopen y 0 y 1 y 2 amp frac mathopen y 1 y 2 mathopen y 0 y 1 x 2 x 0 mathopen y 0 y 1 y 2 y 3 amp frac mathopen y 1 y 2 y 3 mathopen y 0 y 1 y 2 x 3 x 0 mathopen y 0 y 1 dots y n amp frac mathopen y 1 y 2 dots y n mathopen y 0 y 1 dots y n 1 x n x 0 end aligned nbsp 為了使涉及的遞歸過程更加清楚 以列表形式展示均差的計算過程 5 x0 y0 y0 y0 y1 x1 y1 y1 y0 y1 y2 y1 y2 y0 y1 y2 y3 x2 y2 y2 y1 y2 y3 y2 y3 x3 y3 y3 displaystyle begin matrix x 0 amp y 0 y 0 amp amp amp amp amp y 0 y 1 amp amp x 1 amp y 1 y 1 amp amp y 0 y 1 y 2 amp amp amp y 1 y 2 amp amp y 0 y 1 y 2 y 3 x 2 amp y 2 y 2 amp amp y 1 y 2 y 3 amp amp amp y 2 y 3 amp amp x 3 amp y 3 y 3 amp amp amp end matrix nbsp 展開形式 编辑用數學歸納法可證明 6 y0 y0 y0 y1 y0x0 x1 y1x1 x0 y0 y1 y2 y0 x0 x1 x0 x2 y1 x1 x0 x1 x2 y2 x2 x0 x2 x1 y0 y1 yn j 0nyj k 0 k jn xj xk displaystyle begin aligned mathopen y 0 amp y 0 mathopen y 0 y 1 amp frac y 0 x 0 x 1 frac y 1 x 1 x 0 mathopen y 0 y 1 y 2 amp frac y 0 x 0 x 1 x 0 x 2 frac y 1 x 1 x 0 x 1 x 2 frac y 2 x 2 x 0 x 2 x 1 mathopen y 0 y 1 dots y n amp sum j 0 n frac y j prod k 0 k neq j n x j x k end aligned nbsp 此公式體現了均差的對稱性質 7 故可推知 任意调换數據點次序 其值不变 8 性质 编辑对称性 若s 0 n 0 n displaystyle sigma 0 dots n to 0 dots n nbsp 是一个排列则f x0 xn f xs 0 xs n displaystyle f x 0 dots x n f x sigma 0 dots x sigma n nbsp dd 線性 f g x0 xn f x0 xn g x0 xn l f x0 xn l f x0 xn displaystyle begin aligned f g x 0 dots x n amp f x 0 dots x n g x 0 dots x n lambda cdot f x 0 dots x n amp lambda cdot f x 0 dots x n end aligned nbsp dd 萊布尼茨法則 英语 General Leibniz rule f g x0 xn f x0 g x0 xn f x0 x1 g x1 xn f x0 xn g xn displaystyle f cdot g x 0 dots x n f x 0 cdot g x 0 dots x n f x 0 x 1 cdot g x 1 dots x n dots f x 0 dots x n cdot g x n nbsp dd 均差中值定理 英语 Mean value theorem divided differences 3 min x0 xn max x0 xn f x0 xn f n 3 n displaystyle exists xi in min x 0 dots x n max x 0 dots x n quad f x 0 dots x n frac f n xi n nbsp dd 等價定義 编辑通過對換 n 阶均差中 x0 y0 与 xn 1 yn 1 可得到等價定義 y0 y1 yn 1 yn y1 y2 yn y0 y1 yn 1 xn x0 y1 yn 2 y0 yn yn 1 y1 yn 2 y0 xn xn 1 y0 yn 2 yn y0 y1 yn 1 xn xn 1 displaystyle begin aligned mathopen y 0 y 1 dots y n 1 y n amp frac mathopen y 1 y 2 dots y n mathopen y 0 y 1 dots y n 1 x n x 0 amp frac mathopen y 1 dots y n 2 y 0 y n mathopen y n 1 y 1 dots y n 2 y 0 x n x n 1 amp frac mathopen y 0 dots y n 2 y n mathopen y 0 y 1 dots y n 1 x n x n 1 end aligned nbsp 這個定義有著不同的計算次序 y0 y0 y0 y1 y1 y0x1 x0 y0 y1 y2 y0 y2 y0 y1 x2 x1 y0 y1 y2 y3 y0 y1 y3 y0 y1 y2 x3 x2 y0 y1 yn y0 yn 2 yn y0 y1 yn 1 xn xn 1 displaystyle begin aligned mathopen y 0 amp y 0 mathopen y 0 y 1 amp frac y 1 y 0 x 1 x 0 mathopen y 0 y 1 y 2 amp frac mathopen y 0 y 2 mathopen y 0 y 1 x 2 x 1 mathopen y 0 y 1 y 2 y 3 amp frac mathopen y 0 y 1 y 3 mathopen y 0 y 1 y 2 x 3 x 2 mathopen y 0 y 1 dots y n amp frac mathopen y 0 dots y n 2 y n mathopen y 0 y 1 dots y n 1 x n x n 1 end aligned nbsp 以列表形式展示這個定義下均差的計算過程 9 x0 y0 y0 y0 y1 x1 y1 y1 y0 y1 y2 y0 y2 y0 y1 y2 y3 x2 y2 y2 y0 y1 y3 y0 y3 x3 y3 y3 displaystyle begin matrix x 0 amp y 0 y 0 amp amp amp amp amp y 0 y 1 amp amp x 1 amp y 1 y 1 amp amp y 0 y 1 y 2 amp amp amp y 0 y 2 amp amp y 0 y 1 y 2 y 3 x 2 amp y 2 y 2 amp amp y 0 y 1 y 3 amp amp amp y 0 y 3 amp amp x 3 amp y 3 y 3 amp amp amp end matrix nbsp 牛頓插值法 编辑更多信息 牛頓多項式 nbsp 自然哲學的數學原理 的第三編 宇宙體系 的引理五的图例 這裡在橫坐標上有6個點H I K L M N 對應著6個值A B C D E F 生成一個多項式函數對這6個點上有對應的6個值 計算任意點S對應的值R 牛頓給出了間距為單位值和任意值的兩種情況 牛頓插值公式 得名於伊薩克 牛頓爵士 最早发表为他在1687年出版的 自然哲學的數學原理 中第三編 宇宙體系 的引理五 此前詹姆斯 格雷果里於1670年和牛頓於1676年已經分別獨立得出這個成果 一般稱其為連續泰勒展開的離散對應 使用均差的牛顿插值法為 10 Nn x y0 x x0 y0 y1 x x1 y0 y1 y2 y0 y0 y1 x x0 y0 y1 yn k 0n 1 x xk displaystyle begin aligned N n x amp y 0 x x 0 left y 0 y 1 x x 1 left y 0 y 1 y 2 cdots right right amp y 0 y 0 y 1 x x 0 cdots y 0 y 1 ldots y n prod k 0 n 1 x x k end aligned nbsp 可以在计算过程中任意增添节点如點 xn 1 yn 1 只需計算新增的n 1階均差及其插值基函數 而无拉格朗日插值法需重算全部插值基函数之虞 對均差採用展開形式 11 Nn x y0 y0x x0x0 x1 y1x x0x1 x0 j 0nyj k 0n 1 x xk k 0 k jn xj xk displaystyle begin aligned N n x amp y 0 y 0 frac x x 0 x 0 x 1 y 1 frac x x 0 x 1 x 0 cdots sum j 0 n y j frac prod k 0 n 1 x x k prod k 0 k neq j n x j x k end aligned nbsp 以2階均差牛頓插值為例 N2 x y0 1 x x0x0 x1 x x0 x x1 x0 x1 x0 x2 y1 x x0x1 x0 x x0 x x1 x1 x0 x1 x2 y2 x x0 x x1 x2 x0 x2 x1 y0 x x1 x x2 x0 x1 x0 x2 y1 x x0 x x2 x1 x0 x1 x2 y2 x x0 x x1 x2 x0 x2 x1 j 02yj k 0k j2x xkxj xk displaystyle begin aligned N 2 x amp y 0 left 1 frac x x 0 x 0 x 1 frac x x 0 x x 1 x 0 x 1 x 0 x 2 right y 1 left frac x x 0 x 1 x 0 frac x x 0 x x 1 x 1 x 0 x 1 x 2 right y 2 frac x x 0 x x 1 x 2 x 0 x 2 x 1 amp y 0 frac x x 1 x x 2 x 0 x 1 x 0 x 2 y 1 frac x x 0 x x 2 x 1 x 0 x 1 x 2 y 2 frac x x 0 x x 1 x 2 x 0 x 2 x 1 amp sum j 0 2 y j prod begin smallmatrix k 0 k neq j end smallmatrix 2 frac x x k x j x k end aligned nbsp 前向差分 编辑更多信息 差分 當數據點呈等距分佈的時候 這個特殊情況叫做 前向差分 它們比計算一般的均差要容易 定義 编辑 給定n 1個數據點 x0 y0 xn yn displaystyle x 0 y 0 ldots x n y n nbsp 有著 xi x0 ih h gt 0 0 i n displaystyle x i x 0 ih quad h gt 0 mbox 0 leq i leq n nbsp 定義前向差分為 0yi yi kyi k 1yi 1 k 1yi 1 k n i displaystyle begin aligned triangle 0 y i amp y i triangle k y i amp triangle k 1 y i 1 triangle k 1 y i quad 1 leq k leq n i end aligned nbsp 前向差分所对应的均差为 12 f x0 x1 xk 1k hkD k f x0 displaystyle f x 0 x 1 ldots x k frac 1 k h k Delta k f x 0 nbsp 例子 编辑 y0 y0y1 2y0 y1 3y0y2 2y1 y2y3 displaystyle begin matrix y 0 amp amp amp amp triangle y 0 amp amp y 1 amp amp triangle 2 y 0 amp amp triangle y 1 amp amp triangle 3 y 0 y 2 amp amp triangle 2 y 1 amp amp triangle y 2 amp amp y 3 amp amp amp end matrix nbsp 展開形式 编辑 差分的展開形式是均差展開形式的特殊情況 13 kyi j 0k 1 k j kj yi j 0 k n i displaystyle begin aligned triangle k y i amp sum j 0 k 1 k j binom k j y i j quad 0 leq k leq n i end aligned nbsp 這裡的表達式 nk n kk n k n n 1 n 2 n k 1 displaystyle n choose k frac n k k quad quad n k n n 1 n 2 cdots n k 1 nbsp 是二項式係數 其中的 n k是 下降階乘冪 空積 n 0被定義為1 插值公式 编辑 其對應的牛頓插值公式為 f x y0 x x0h D1y0 x x0 h2h D2y0 y0 k 1nDky0k hk i 0n 1 x x0 ih y0 k 1nDky0k i 0n 1 x x0h i k 0n x x0hk Dky0 displaystyle begin aligned f x amp y 0 frac x x 0 h left Delta 1 y 0 frac x x 0 h 2h left Delta 2 y 0 cdots right right amp y 0 sum k 1 n frac Delta k y 0 k h k prod i 0 n 1 x x 0 ih amp y 0 sum k 1 n frac Delta k y 0 k prod i 0 n 1 frac x x 0 h i amp sum k 0 n frac x x 0 h choose k Delta k y 0 end aligned nbsp 無窮級數 编辑 牛頓在1665年得出並在1671年寫的 流數法 中發表了ln 1 x 的無窮級數 在1666年得出了arcsin x 和arctan x 的無窮級數 在1669年的 分析學 中發表了sin x cos x arcsin x 和ex的無窮級數 萊布尼茨在1673年大概也得出了sin x cos x 和arctan x 的無窮級數 布魯克 泰勒在1715年著作 Methodus Incrementorum Directa et Inversa 14 中研討了 有限差分 方法 其中論述了他在1712年得出的泰勒定理 這個成果此前詹姆斯 格雷果里在1670年和萊布尼茨在1673年已經得出 而約翰 伯努利在1694年已經在 教師學報 發表 他對牛頓的均差的步長取趨於0的極限 得出 f x f a limh 0 k 1 Dhk f a k hk i 0k 1 x a ih f a k 1 dkdxkf a x a kk displaystyle begin aligned f x amp f a lim h to 0 sum k 1 infty frac Delta h k f a k h k prod i 0 k 1 x a ih amp f a sum k 1 infty frac d k dx k f a frac x a k k end aligned nbsp 冪函數的均差 编辑使用普通函數記號表示冪运算 pn x xn displaystyle p n x x n nbsp 有 pj x0 xn 0 j lt npn x0 xn 1pn 1 x0 xn x0 xnpn m x0 xn k0 kn m t 0nxtkt displaystyle begin aligned p j x 0 dots x n amp 0 qquad forall j lt n p n x 0 dots x n amp 1 p n 1 x 0 dots x n amp x 0 dots x n p n m x 0 dots x n amp sum k 0 cdots k n m begin matrix prod t 0 n x t k t end matrix end aligned nbsp 此中n 1元m次齊次多項式的記法同於多項式定理 泰勒形式 编辑泰勒級數和任何其他的函數級數 在原理上都可以用來逼近均差 將泰勒級數表示為 f f 0 p0 f 0 p1 f 0 2 p2 displaystyle f f 0 p 0 f 0 p 1 frac f 0 2 p 2 dots nbsp 均差的泰勒級數為 f x0 xn f 0 p0 x0 xn f 0 p1 x0 xn f n 0 n pn x0 xn displaystyle f x 0 dots x n f 0 p 0 x 0 dots x n f 0 p 1 x 0 dots x n dots frac f n 0 n p n x 0 dots x n dots nbsp 前n displaystyle n nbsp 項消失了 因為均差的階高於多項式的階 可以得出均差的泰勒級數本質上開始於 f n 0 n displaystyle frac f n 0 n nbsp 依據均差中值定理 英语 Mean value theorem divided differences 這也是均差的最簡單逼近 皮亞諾形式 编辑均差還可以表達為 f x0 xn 1n x0xnf n t Bn 1 t dt displaystyle f x 0 ldots x n frac 1 n int x 0 x n f n t B n 1 t dt nbsp 這裡的Bn 1是數據點x0 xn的n 1次B樣條 而f n 是函數f的n階導數 這叫做均差的皮亞諾形式 而Bn 1是均差的皮亞諾核 註釋與引用 编辑 Frank C Wilson Scott Adamson Applied Calculus Cengage Learning 2008 177 ISBN 0 618 61104 5 Tamara Lefcourt Ruby James Sellers Lisa Korf Jeremy Van Horn Mike Munn Kaplan AP Calculus AB amp BC 2015 Kaplan Publishing 2014 237 ISBN 978 1 61865 686 5 Thomas Hungerford Douglas Shaw Contemporary Precalculus A Graphing Approach Cengage Learning 2008 211 212 ISBN 0 495 10833 2 Isaacson Walter The Innovators Simon amp Schuster 2014 20 ISBN 978 1 4767 0869 0 x0x02x0 x1x1x121x1 x20x2x221x2 x3x3x32x0x0n i 0n 1x0n 1 ix1ix1x1nx0x0n 1x1n 1 x1x0n x1x0n x0n 1x1 x0 x1x1n x0nx1 x0 x0n x1 i 0n 1x0n 1 ix1i x0n i 0nx0n ix1ix1x1n 1x0x0n 1 i 0nx0n ix1ix1x1n 1 i 0nx1n ix2i i 0nx0n ix1ix2 x0 i 0n 1x1i x2n i x0n i x2 x0 i j k n 1x0ix1jx2k i 0nx1n ix2ix2x2n 1x0x0n 1 i 0nx0n ix1ix1x1n 1 i j k n 1x0ix1jx2k i 0nx1n ix2i i j k n 1x1ix2jx3k i j k n 1x0ix1jx2kx3 x0 i j k l n 2x0ix1jx2kx3lx2x2n 1 i j k n 1x1ix2jx3k i 0nx2n ix3ix3x3n 1x0x03x02 x0x1 x12x1x13x0 x1 x2x11 x1x2 x221x2x23x1 x2 x30x22 x2x3 x321x3x33x2 x3 x4x32 x3x4 x42x4x43x0x04x03 x02x1 x0x12 x13x1x14x02 x0x1 x12 x0x2 x1x2 x22x13 x12x2 x1x22 x23x0 x1 x2 x3x2x24x12 x1x2 x22 x1x3 x2x3 x321x23 x22x3 x2x32 x33x1 x2 x3 x40x3x34x22 x2x3 x32 x2x4 x3x4 x421x33 x32x4 x3x42 x43x2 x3 x4 x5x4x44x32 x3x4 x42 x3x5 x4x5 x52x43 x42x5 x4x52 x53x5x54x0x05 i 04x04 ix1ix1x15 i j k 3x0ix1jx2k i 04x14 ix2i i j k l 2x0ix1jx2kx3lx2x25 i j k 3x1ix2jx3k i 04xi i 04x24 ix3i i j k l 2x1ix2jx3kx4l1x3x35 i j k 3x2ix3jx4k i 15xi0 i 04x34 ix4i i j k l 2x2ix3jx4jx5l1x4x45 i j k 3x3ix4jx5k i 26xi i 04x44 ix5i i j k l 2x3ix4jx5kx6lx5x55 i j k 3x4ix5jx6k i 04x54 ix6ix6x65 displaystyle begin array lcl begin matrix x 0 amp x 0 2 amp amp amp amp x 0 x 1 amp amp x 1 amp x 1 2 amp amp 1 amp amp amp x 1 x 2 amp amp 0 x 2 amp x 2 2 amp amp 1 amp amp amp x 2 x 3 amp amp amp x 3 amp x 3 2 amp amp amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 n amp amp amp sum i 0 n 1 x 0 n 1 i x 1 i x 1 amp x 1 n amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 n 1 amp amp amp frac x 1 n 1 x 1 x 0 n x 1 x 0 n x 0 n 1 x 1 x 0 x 1 frac x 1 n x 0 n x 1 x 0 x 0 n x 1 sum i 0 n 1 x 0 n 1 i x 1 i x 0 n sum i 0 n x 0 n i x 1 i x 1 amp x 1 n 1 amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 n 1 amp amp amp amp sum i 0 n x 0 n i x 1 i amp x 1 amp x 1 n 1 amp amp frac sum i 0 n x 1 n i x 2 i sum i 0 n x 0 n i x 1 i x 2 x 0 frac sum i 0 n 1 x 1 i x 2 n i x 0 n i x 2 x 0 sum i j k n 1 x 0 i x 1 j x 2 k amp amp sum i 0 n x 1 n i x 2 i amp x 2 amp x 2 n 1 amp amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 n 1 amp amp amp amp amp sum i 0 n x 0 n i x 1 i amp amp x 1 amp x 1 n 1 amp amp sum i j k n 1 x 0 i x 1 j x 2 k amp amp amp sum i 0 n x 1 n i x 2 i amp amp frac sum i j k n 1 x 1 i x 2 j x 3 k sum i j k n 1 x 0 i x 1 j x 2 k x 3 x 0 sum i j k l n 2 x 0 i x 1 j x 2 k x 3 l x 2 amp x 2 n 1 amp amp sum i j k n 1 x 1 i x 2 j x 3 k amp amp amp sum i 0 n x 2 n i x 3 i amp amp x 3 amp x 3 n 1 amp amp amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 3 amp amp amp amp amp amp x 0 2 x 0 x 1 x 1 2 amp amp x 1 amp x 1 3 amp amp x 0 x 1 x 2 amp amp amp amp x 1 1 x 1 x 2 x 2 2 amp amp 1 amp x 2 amp x 2 3 amp amp x 1 x 2 x 3 amp amp 0 amp amp x 2 2 x 2 x 3 x 3 2 amp amp 1 amp x 3 amp x 3 3 amp amp x 2 x 3 x 4 amp amp amp amp x 3 2 x 3 x 4 x 4 2 amp amp amp x 4 amp x 4 3 amp amp amp amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 4 amp amp amp amp amp amp amp x 0 3 x 0 2 x 1 x 0 x 1 2 x 1 3 amp amp amp x 1 amp x 1 4 amp amp x 0 2 x 0 x 1 x 1 2 x 0 x 2 x 1 x 2 x 2 2 amp amp amp amp amp x 1 3 x 1 2 x 2 x 1 x 2 2 x 2 3 amp amp x 0 x 1 x 2 x 3 amp x 2 amp x 2 4 amp amp x 1 2 x 1 x 2 x 2 2 x 1 x 3 x 2 x 3 x 3 2 amp amp 1 amp amp amp x 2 3 x 2 2 x 3 x 2 x 3 2 x 3 3 amp amp x 1 x 2 x 3 x 4 amp amp 0 x 3 amp x 3 4 amp amp x 2 2 x 2 x 3 x 3 2 x 2 x 4 x 3 x 4 x 4 2 amp amp 1 amp amp amp x 3 3 x 3 2 x 4 x 3 x 4 2 x 4 3 amp amp x 2 x 3 x 4 x 5 amp amp x 4 amp x 4 4 amp amp x 3 2 x 3 x 4 x 4 2 x 3 x 5 x 4 x 5 x 5 2 amp amp amp amp amp x 4 3 x 4 2 x 5 x 4 x 5 2 x 5 3 amp amp amp amp x 5 amp x 5 4 amp amp amp amp amp end matrix begin matrix x 0 amp x 0 5 amp amp amp amp amp amp amp amp sum i 0 4 x 0 4 i x 1 i amp amp amp amp x 1 amp x 1 5 amp amp sum i j k 3 x 0 i x 1 j x 2 k amp amp amp amp amp amp sum i 0 4 x 1 4 i x 2 i amp amp sum i j k l 2 x 0 i x 1 j x 2 k x 3 l amp amp amp x 2 amp x 2 5 amp amp sum i j k 3 x 1 i x 2 j x 3 k amp amp sum i 0 4 x i amp amp amp amp sum i 0 4 x 2 4 i x 3 i amp amp sum i j k l 2 x 1 i x 2 j x 3 k x 4 l amp amp 1 amp x 3 amp x 3 5 amp amp sum i j k 3 x 2 i x 3 j x 4 k amp amp sum i 1 5 x i amp amp 0 amp amp sum i 0 4 x 3 4 i x 4 i amp amp sum i j k l 2 x 2 i x 3 j x 4 j x 5 l amp amp 1 amp x 4 amp x 4 5 amp amp sum i j k 3 x 3 i x 4 j x 5 k amp amp sum i 2 6 x i amp amp amp amp sum i 0 4 x 4 4 i x 5 i amp amp sum i j k l 2 x 3 i x 4 j x 5 k x 6 l amp amp amp x 5 amp x 5 5 amp amp sum i j k 3 x 4 i x 5 j x 6 k amp amp amp amp amp amp sum i 0 4 x 5 4 i x 6 i amp amp amp amp amp x 6 amp x 6 5 amp amp amp amp amp amp end matrix end array nbsp y0 y0 y0 y1 y1 y0x1 x0 y0x0 x1 y1x1 x0 j 01yj k 0 k j1 xj xk y0 y1 y2 y1x1 x2 y2x2 x1 y0x0 x1 y1x1 x0x2 x0 y0 x0 x1 x0 x2 y1 x1 x0 x1 x2 y2 x2 x0 x2 x1 j 02yj k 0 k j2 xj xk y0 y1 yn j 0nyj k 0 k jn xj xk y0 y1 yn 1 j 1n 1yj k 1 k jn 1 xj xk j 0nyj k 0 k jn xj xk xn 1 x0 yn 1 k 1n xn 1 xk j 1nyj 1 k 1 k jn 1 xj xk 1 k 0 k jn xj xk y0 k 1n x0 xk xn 1 x0 yn 1 k 1n xn 1 xk j 1nyj xj x0 k 0 k jn 1 xj xk xj xn 1 k 0 k jn 1 xj xk y0 k 1n x0 xk xn 1 x0 yn 1 k 1n xn 1 xk j 1nyj xn 1 x0 k 0 k jn 1 xj xk y0 k 1n x0 xk xn 1 x0 yn 1 k 0n xn 1 xk j 1nyj k 0 k jn 1 xj xk y0 k 1n 1 x0 xk j 0n 1yj k 0 k jn 1 xj xk displaystyle begin aligned mathopen y 0 amp y 0 mathopen y 0 y 1 amp frac y 1 y 0 x 1 x 0 frac y 0 x 0 x 1 frac y 1 x 1 x 0 amp sum j 0 1 frac y j prod k 0 k neq j 1 x j x k mathopen y 0 y 1 y 2 amp frac cfrac y 1 x 1 x 2 cfrac y 2 x 2 x 1 cfrac y 0 x 0 x 1 cfrac y 1 x 1 x 0 x 2 x 0 amp frac y 0 x 0 x 1 x 0 x 2 frac y 1 x 1 x 0 x 1 x 2 frac y 2 x 2 x 0 x 2 x 1 amp sum j 0 2 frac y j prod k 0 k neq j 2 x j x k mathopen y 0 y 1 dots y n amp sum j 0 n frac y j prod k 0 k neq j n x j x k mathopen y 0 y 1 dots y n 1 amp frac sum j 1 n 1 frac y j prod k 1 k neq j n 1 x j x k sum j 0 n frac y j prod k 0 k neq j n x j x k x n 1 x 0 amp frac frac y n 1 prod k 1 n x n 1 x k sum j 1 n y j left frac 1 prod k 1 k neq j n 1 x j x k frac 1 prod k 0 k neq j n x j x k right frac y 0 prod k 1 n x 0 x k x n 1 x 0 amp frac frac y n 1 prod k 1 n x n 1 x k sum j 1 n y j left frac x j x 0 prod k 0 k neq j n 1 x j x k frac x j x n 1 prod k 0 k neq j n 1 x j x k right frac y 0 prod k 1 n x 0 x k x n 1 x 0 amp frac frac y n 1 prod k 1 n x n 1 x k sum j 1 n y j left frac x n 1 x 0 prod k 0 k neq j n 1 x j x k right frac y 0 prod k 1 n x 0 x k x n 1 x 0 amp frac y n 1 prod k 0 n x n 1 x k sum j 1 n frac y j prod k 0 k neq j n 1 x j x k frac y 0 prod k 1 n 1 x 0 x k amp sum j 0 n 1 frac y j prod k 0 k neq j n 1 x j x k end aligned nbsp 数值分析及科学计算 薛毅 编 第六章 第2节 Newton插值 P200 数值分析及科学计算 薛毅 编 第六章 第2节 Newton插值 P201 x0x03x02 x0x1 x12x1x13x0 x1 x2x02 x0x2 x221x2x23x0 x1 x30x02 x0x3 x321x3x33x0 x1 x4x02 x0x4 x42x4x43 displaystyle begin matrix x 0 amp x 0 3 amp amp amp amp amp amp x 0 2 x 0 x 1 x 1 2 amp amp x 1 amp x 1 3 amp amp x 0 x 1 x 2 amp amp amp amp x 0 2 x 0 x 2 x 2 2 amp amp 1 amp x 2 amp x 2 3 amp amp x 0 x 1 x 3 amp amp 0 amp amp x 0 2 x 0 x 3 x 3 2 amp amp 1 amp x 3 amp x 3 3 amp amp x 0 x 1 x 4 amp amp amp amp x 0 2 x 0 x 4 x 4 2 amp amp amp x 4 amp x 4 3 amp amp amp amp end matrix nbsp The Newton Polynomial Interpolation 2019 04 19 原始内容存档于2019 04 19 N1 x y0 y0 y1 x x0 y0 y0x x0x0 x1 y1x x0x1 x0 y0 1 x x0x0 x1 y1x x0x1 x0 y0x x1x0 x1 y1x x0x1 x0 j 01yj k 0 k j1x xkxj xkNn x j 0nyj k 0 k jnx xkxj xkNn 1 x Nn x y0 y1 yn 1 k 0n x xk j 0nyj k 0 k jnx xkxj xk j 0n 1yj k 0n x xk k 0 k jn 1 xj xk j 0nyj k 0 k jn x xk k 0 k jn xj xk k 0n x xk k 0 k jn 1 xj xk yn 1 k 0n x xk k 0n xn 1 xk j 0nyj k 0 k jn x xk xj xn 1 k 0 k jn 1 xj xk k 0 k jn x xk x xj k 0 k jn 1 xj xk yn 1 k 0n x xk k 0n xn 1 xk j 0nyj k 0 k jn x xk x xn 1 k 0 k jn 1 xj xk yn 1 k 0n x xk k 0n xn 1 xk j 0n 1yj k 0 k jn 1x xkxj xk displaystyle begin array lcl begin aligned N 1 x amp y 0 y 0 y 1 x x 0 y 0 y 0 frac x x 0 x 0 x 1 y 1 frac x x 0 x 1 x 0 y 0 1 frac x x 0 x 0 x 1 y 1 frac x x 0 x 1 x 0 amp y 0 frac x x 1 x 0 x 1 y 1 frac x x 0 x 1 x 0 sum j 0 1 y j prod k 0 k neq j 1 frac x x k x j x k end aligned begin aligned N n x amp sum j 0 n y j prod k 0 k neq j n frac x x k x j x k end aligned begin aligned N n 1 x amp N n x y 0 y 1 ldots y n 1 prod k 0 n x x k amp sum j 0 n y j prod k 0 k neq j n frac x x k x j x k sum j 0 n 1 y j frac prod k 0 n x x k prod k 0 k neq j n 1 x j x k amp sum j 0 n y j left frac prod k 0 k neq j n x x k prod k 0 k neq j n x j x k frac prod k 0 n x x k prod k 0 k neq j n 1 x j x k right y n 1 frac prod k 0 n x x k prod k 0 n x n 1 x k amp sum j 0 n y j left frac left prod k 0 k neq j n x x k right x j x n 1 prod k 0 k neq j n 1 x j x k frac left prod k 0 k neq j n x x k right x x j prod k 0 k neq j n 1 x j x k right y n 1 frac prod k 0 n x x k prod k 0 n x n 1 x k amp sum j 0 n y j frac left prod k 0 k neq j n x x k right x x n 1 prod k 0 k neq j n 1 x j x k y n 1 frac prod k 0 n x x k prod k 0 n x n 1 x k amp sum j 0 n 1 y j prod k 0 k neq j n 1 frac x x k x j x k end aligned end array nbsp Burden Richard L Faires J Douglas Numerical Analysis 9th 2011 129 kyi j 0kk l 0 l jk j l yi j 0 k n i j 0kk j 1 k j k j yi j 0 k n i j 0k 1 k j kj yi j 0 k n i displaystyle begin aligned triangle k y i amp sum j 0 k frac k prod l 0 l neq j k j l y i j quad 0 leq k leq n i amp sum j 0 k frac k j 1 k j k j y i j quad 0 leq k leq n i amp sum j 0 k 1 k j binom k j y i j quad 0 leq k leq n i end aligned nbsp Methodus Incrementorum Directa et Inversa 页面存档备份 存于互联网档案馆 参考书目 编辑Louis Melville Milne Thomson The Calculus of Finite Differences American Mathematical Soc 2000 Chapter 1 Divided Differences 1933 ISBN 978 0 8218 2107 7 Myron B Allen Eli L Isaacson Numerical Analysis for Applied Science John Wiley amp Sons 1998 Appendix A ISBN 978 1 118 03027 1 Ron Goldman Pyramid Algorithms A Dynamic Programming Approach to Curves and Surfaces for Geometric Modeling Morgan Kaufmann 2002 Chapter 4 Newton Interpolation and Difference Triangles ISBN 978 0 08 051547 2 參見 编辑差分 差商 插值 牛頓多項式 取自 https zh wikipedia org w index php title 均差 amp oldid 76673038, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

文章

,阅读,下载,免费,免费下载,mp3,视频,mp4,3gp, jpg,jpeg,gif,png,图片,音乐,歌曲,电影,书籍,游戏,游戏。