Интерполирование и экстраполирование функции - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №1

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №2

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №3

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №4

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №5

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №6

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №7

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №8

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №9

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №10

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №11

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №12

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №13

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №14

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №15

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №16

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №17

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №18

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №19

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №20

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №21

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №22

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №23

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №24

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №25

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №26

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №27

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №28

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №29

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №30

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №31

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №32

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №33

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №34

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №35

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №36

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №37

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №38

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №39

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №40

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №41

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №42

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №43

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №44

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №45

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №46

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №47

Интерполирование и экстраполирование функции, слайд №48

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Интерполирование и экстраполирование функции. Доклад-сообщение содержит 48 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 12

Описание слайда:

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

Слайд 15

Описание слайда:

Интерполяционная формула Ньютона

Слайд 16

Описание слайда:

Понятие конечных разностей Пусть задана функция y=f(x) на отрезке [x0,xn], который разбит на n одинаковых отрезков (случай равноотстоящих значений аргумента). x=h=const. Для каждого узла x0, x1=x0+h, ..., xn=x0+nh определены значения функции в виде: f(x0)=y0, f(x1)=y1, ..., f(xn)=yn.

Слайд 17

Описание слайда:

Понятие конечных разностей Конечные разности первого порядка y0 = y1 – y0 y1 = y2 – y1 . . . . . yn-1 = yn – yn-1. Конечные разности второго порядка 2y0 = y1 – y0 2y1 = y2 – y1 . . . . . . 2yn-2 = yn-1 – yn-2 Аналогично определяются конечные разности высших порядков: ky0 = k-1y1 – k-1y0 ky1 = k-1y2 – k-1y1 . . . . . . kyi = k-1yi+1 – k-1yi , i = 0,1,...,n-k.

Слайд 18

Описание слайда:

Понятие конечных разностей Конечные разности функций удобно располагать в таблицах, которые могут быть: Диагональными; Горизонтальными.

Слайд 19

Описание слайда:

Диагональная таблица

Слайд 20

Описание слайда:

Горизонтальная таблица

Слайд 21

Описание слайда:

Слайд 22

Описание слайда:

Первая интерполяционная формула Ньютона Пусть для функции y = f(x) заданы значения yi = f(xi) для равностоящих значений независимых переменных: xn = x0 +nh, где h - шаг интерполяции. Необходимо найти полином Pn(x) степени не выше n, принимающий в точках (узлах) xi значения: Pn (xi) = yi , i=0,...,n. Запишем интерполирующий полином в виде:

Слайд 23

Описание слайда:

Задача построения многочлена сводится к определению коэффициентов аi из условий: Задача построения многочлена сводится к определению коэффициентов аi из условий: Pn(x0)=y0 Pn(x1)=y1 . . . . Pn(xn)=yn

Слайд 24

Описание слайда:

Определение коэффициентов Полагаем в интерполирующий полиноме x = x0 , тогда, т.к. второе, третье и другие слагаемые равны 0, Pn(x0) = y0 = a0 a0=y0. Найдем коэффициент а1. При x = x1 получим:

Слайд 25

Описание слайда:

Определение коэффициентов Для определения а2 составим конечную разность второго порядка. При x = x2 получим:

Слайд 26

Описание слайда:

Построение многочлена Аналогично можно найти другие коэффициенты. Общая формула имеет вид. Подставляя эти выражения в формулу полинома, получаем: где xi ,yi – узлы интерполяции; x – текущая переменная; h – разность между двумя узлами интерполяции h – величина постоянная, т.е. узлы интерполяции равноотстоят друг от друга.

Слайд 27

Описание слайда:

Первая интерполяционная формула Ньютона Этот многочлен называют интерполяционным полиномом Ньютона для интерполяции в начале таблицы (интерполирование «вперед») или первым полиномом Ньютона.

Слайд 28

Описание слайда:

Первая интерполяционная формула Ньютона Для практического использования этот полином записывают в преобразованном виде, вводя обозначение t=(x – x0)/h, тогда Эта формула применима для вычисления значений функции для значений аргументов, близких к началу интервала интерполирования.

Слайд 29

Описание слайда:

Пример Дана таблица значений теплоёмкости вещества в зависимости от температуры Cр =f(T). Определить значение теплоёмкости в точке Т=450 К, n=3; h=100 Таблица 1

Слайд 30

Описание слайда:

Слайд 31

Описание слайда:

Слайд 32

Описание слайда:

Вторая интерполяционная формула Ньютона Второй интерполяционный полином Ньютона применяется для нахождения значений функций в точках, расположенных в конце интервала интерполирования. Запишем интерполяционный многочлен в виде:

Слайд 33

Описание слайда:

Определение коэффициентов Коэффициенты а0,а1,..., аn определяем из условия: Pn (xi ) = yi i=0,...,n. 1.Полагаем в интерполяционном многочлене x = xn,, тогда

Слайд 34

Описание слайда:

Определение коэффициентов 2.Полагаем x=xn-1, тогда: Pn(xn-1)=yn-1=yn+a1(xn-1 – xn) , h=xn – xn-1 , Следовательно: 3.Полагаем x=xn-2 , тогда

Слайд 35

Описание слайда:

Определение коэффициентов Аналогично можно найти другие коэффициенты многочлена:

Слайд 36

Описание слайда:

Вторая интерполяционная формула Ньютона Подставляя эти выражения в формулу (1), получим вторую интерполяционную формулу Ньютона или многочлен Ньютона для интерполирования «назад».

Слайд 37

Описание слайда:

Вторая интерполяционная формула Ньютона Введем обозначения:

Слайд 38

Описание слайда:

Вторая интерполяционная формула Ньютона Произведя замену , получим Это вторая формула Ньютона для интерполирования «назад».

Слайд 39

Описание слайда:

Пример Вычислить теплоемкость (табл.1) для температуры Т=550 К. Воспользуемся второй формулой Ньютона и соответствующими конечными разностями (табл. 2)

Слайд 40

Описание слайда:

Пример Следовательно, значение теплоемкости при температуре 550 К равно: Ср(550)=97,01 Дж/(моль К).

Слайд 41

Описание слайда:

Аппроксимация функций Особенностью интерполяции являлось то, что интерполирующая функция строго проходит через узловые точки таблицы, т. е. рассчитанные значения совпадали с табличными: yi=f(xi). Эта особенность обуславливалась тем, что количество коэффициентов в интерполирующей функции (m) было равно количеству табличных значений (n)

Слайд 42

Описание слайда:

Особенности аппроксимации если для описания табличных данных будет выбрана функция с меньшим количеством коэффициентов (m

Слайд 43

Описание слайда:

Особенности аппроксимации В лучшем случае, она будет проходить каким – либо образом между ними и очень близко к ним (рис. 1). Такой способ описания табличных данных называется аппроксимацией, а функция – аппроксимирующей.

Слайд 44

Описание слайда:

Условия применения аппроксимации Когда количество табличных значений очень велико. В этом случае интерполирующая функция будет очень громоздкой. Удобнее выбрать более простую в применении функцию с небольшим количеством коэффициентов, хотя и менее точную.

Слайд 45

Описание слайда:

Условия применения аппроксимации Когда вид функции заранее определен. Такая ситуация возникает, если требуется описать экспериментальные точки какой- либо теоретической зависимостью.

Слайд 46

Описание слайда:

Условия применения аппроксимации Аппроксимирующая функция может сглаживать погрешности эксперимента, в отличие от интерполирующей функции. Так, на рис.2 точками показаны табличные данные – результат некоторого эксперимента. Разброс данных объясняется погрешностью эксперимента.

Слайд 47

Описание слайда:

Условия применения аппроксимации интерполирующая функция, проходя через каждую точку, будет повторять ошибки эксперимента, иметь множество экстремумов: минимумов и максимумов – и в целом неверно отображать характер зависимости Y от X. Этого недостатка лишена аппроксимирующая функция.

Слайд 48

Описание слайда:

Условия применения аппроксимации Интерполирующей функцией невозможно описать табличные данные, в которых есть несколько точек с одинаковым значением аргумента. Такая ситуация возможна, если один и тот же эксперимент проводится несколько раз при одних и тех же исходных данных. Однако это не является ограничением для использования аппроксимации, где не ставится условие прохождения графика функции через каждую точку.