计算方法:三次样条插值原理
无论是牛顿插值还是拉格朗日插值,都只能保证在节点处的函数值没有误差。hermite插值更加复杂,可以保证一阶导数也连续,目前常用的是三次样条插值
一、三次样条插值概念
- 不超过3次
- 节点处无误差
- 一阶导数和二阶导数节点处无误差
如果函数值和函数在点的倒数值是已知的,也就是我们有一下的已知条件
这不就是hermite插值的已知条件吗,我们可以利用Hermite插值先进行一次插值:
但是此时其实我们是不知道 m i m_i mi的值的,所以我们需要求出他,而现在我们只剩下了一个条件,端点处二阶导数连续:令 h i h_i hi表示 i − i + 1 i-i+1 i−i+1区间的长度,将 s ( x ) s(x) s(x)转化成下面的形式
然后我们求一个二阶导数:
因为我们的二阶导数需要在端点处连续,也就是说在 [ x i , x i − 1 ] [x_i,x_{i-1}] [xi,xi−1]区间的 s ′ ′ ( x i ) s''(x_i) s′′(xi)要等于区间 [ x i − 1 , x i ] [x_{i-1},x_i] [xi−1,xi]上二阶导数的对 x i x_i xi的值,所以我们将上式的下标 i i i换成 i − 1 i-1 i−1,
此时我们根据区间端点处二阶导数连续的定义,得到下面的等式:
变化不复杂,就是简单的移相合并而已
画圈的部分是我们必须化为1的部分,只有这样我们才能吧 m i m_i mi单独拿出来,进行一系列的化简:
这不就是一个关于 m i m_i mi的方程组
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