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例题+习题数值计算方法复习湘潭大学(二) 外汇期货保证金计算例题及答案

2023-07-24 08:37:20 互联网 未知 财经

例题+习题数值计算方法复习湘潭大学(二)

第二章:函数基本逼近(一)——插值逼近

目录 第二章:函数基本逼近(一)——插值逼近写在前面的话知识点(重点)拉格朗日插值公式Neville 插值公式牛顿插值公式拉格朗日插值多项式和牛顿插值多项式Hermite 插值龙格现象插值法小结 例题(重点)拉格朗日插值差商埃尔米特插值 习题22.1 (重点)2.22.32.42.52.6(重点)2.72.82.92.102.11(重点)2.122.132.142.152.16(重点)2.172.182.192.202.212.222.232.242.252.26

写在前面的话

书籍:《数值计算方法》 作者:黄云清、舒适、陈艳萍、金继承、文立平、石钟慈 编 / 科学出版社 本系列在于弄清考试重点,不在于深挖,供复习参考~主要的方式是通过写题来了解知识点。

知识点(重点) 拉格朗日插值公式

注意n+1个样本点,对应n次拉格朗日插值公式。

若一个n次代数多项式至少存在n+1个根,则它一定恒为0。这一点可证唯一性。

拉格朗日插值公式不具备承袭性,即不能利用原有计算结果,每当有一个新的样本点就需要重新计算。

Neville 插值公式

任意两个低次插值多项式线性组合得到高一次的插值多项式,简单来说就是存下低次拉格朗日插值公式的值,用于算高次的拉格朗日插值,也是一样,n+1个点对应n次。

牛顿插值公式

牛顿插值公式引入差商的概念。

拉格朗日插值多项式和牛顿插值多项式

Hermite 插值

Hermite 插值相较于拉格朗日插值法引入逼近函数导数这一点。具体可以看看下面的例题,书里没有直接的公式。

龙格现象

并不是说逼近的次数越高效果越好,在某些情况下反而会变差,这就是龙格现象。同时还要考虑误差的累计。

插值法小结

例题(重点) 拉格朗日插值

差商

埃尔米特插值

习题2 2.1 (重点)

带公式就行~

2.2

第1问中当k=1时就是我们常见的拉格朗日插值公式。当i=j时,克罗内克符号为1,反之为0,所以当带入1到n中的一个数时,其他的情况都会为0,只有那个数会存活下来~ 第2问中用牛顿插值法,其中1阶均差步长为1,2阶均差步长为2。利用插值多项式的唯一性证明牛顿插值在f(x)为 l 0 ( x ) l_0(x) l0​(x)时是唯一的,且等于 l 0 ( x ) l_0(x) l0​(x)。

数值分析|牛顿插值|埃尔米特插值(突击速成,包含例题)

2.3

从题干中可以发现 ϵ epsilon ϵ不见了,这说明在后面的过程中被当作趋于0的数了。题目又提到拉格朗日,这个p(x)一看就是拉格朗日公式推导过来的,只是中间这个导数需要通过变化得到。

2.4

这道题涉及到矩阵,和分段插值有关不是我们的重点。

2.5

拉格朗日虽然直观,但是需要重复计算。在计算机计算时,我每次来一个节点就得重新算一次,所以Neville插值公式出来了。每次增加一个节点,前面的计算工作均可利用。 答案有一个地方写错了,至于怎样是对的大家可以找规律~

2.6(重点)

带公式~注意阶数就行。 这题明显有问题,第一问应该是1,第二问才是0。根据上面的性质2.4就看得出来。

2.7

这题和前面的2.2很相似。

2.8

上三角表示前向,下三角表示反向,最后一个是中间开始。这题是前向,这题的证明没有答案,要证明也好证明,把上三角拆开写成后一项减前一项化简就好。

2.9

这题emmmmm感觉不会考吧,实在要证明套路也是一样的。

2.10

这题也比较容易看懂,两边分别看作两个函数,后面的可以被前一个利用来证明。

2.11(重点)

等距节点是考试的重点,前向啊,反向啊得清楚。前向是减后向是加,前向起始点是开头,后向起始点是结尾,不要搞反了。

2.12

两点三次的埃尔米特插值公式记住就行,然后带公式。 埃尔米特插值多项式(例题)Hermite

2.13

利用拉格朗日插值公式求解,分两种情况考虑a和b,把这两者都放在 p 2 n − 1 p_{2n-1} p2n−1​里面。

2.14

2.15

2.16(重点)

给出的答案没有算平方,取最大值就是x取中间值,相减就是h/2,但是没有算最后的平方,不知道这是故意把范围缩放还是写错了…

2.17

2.18

2.19

2.20

2.21

2.22

2.23

2.24

2.25

2.26

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