差商及其性質(zhì)

差商及其性質(zhì)第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月定義4為函數(shù)在的一階差商（一階均差）；稱為y=在點的二階差商（二階均差）；（3）一般由函數(shù)y=的n－1階差商表可定義函數(shù)的n階差商。稱為函數(shù)y=在點的n階差商（n階均差）。，稱（1）對于的一階差商表，再作一次差商，即（2）由函數(shù)y=即n－1階差商第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2

基本性質(zhì)定理5（2）k階差商關(guān)于節(jié)點是對稱的，或說均差與節(jié)點順序無關(guān)，即例如：共6個的線性組合，即的k階差商是函數(shù)值（1）第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月分析：當(dāng)k=1時,(1)可用歸納法證明。(2)利用(1)很容易得到。只證(1)證明：（1）當(dāng)k

=1時,第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

(0階差商)一階差商二階差商三階差商k階差商

表2.43

差商表

計算順序:同列維爾法，即每次用前一列同行的差商與前一列上一行的差商再作差商。第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2

牛頓插值多項式已知函數(shù)表（4.1）,

由差商定義及對稱性，得

1

牛頓插值多項式的推導(dǎo)第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月將(b)式兩邊同乘以,抵消抵消抵消(d)式兩邊同乘以,把所有式子相加,得,(c)式兩邊同乘以第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月記

---牛頓插值多項式---牛頓插值余項可以驗證

，即滿足插值條件,因此可得以下結(jié)論。

第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月定理6

則滿足插值條件的插值多項式為：（牛頓插值多項式）其中，---牛頓插值多項式---牛頓插值余項2

n+1階差商函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系由n次插值多項式的唯一性，則有,牛頓插值多項式與拉格朗日插值多項式都是次數(shù)小于或等于n的多項式,只是表達(dá)方式不同.?因為而的基函數(shù)可為:已知

函數(shù)表牛頓插值多項式系數(shù)牛頓插值多項式系數(shù)牛頓插值多項式系數(shù)第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月階導(dǎo)數(shù)存在時，由插值多項式的唯一性有余項公式n+1階差商函數(shù)導(dǎo)數(shù)其中且為包含區(qū)間.依賴于則n

階差商與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系為其中n+1階差商函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系定理7第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月計算步驟:(2)用秦九韶算法或著說用嵌套乘法計算.3

牛頓插值多項式計算次數(shù)(當(dāng)k=n時)(1)計算差商表(計算的系數(shù))

(0階差商)一階差商二階差商三階差商k階差商

除法次數(shù)(k=n):第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)用秦九韶算法或著說用嵌套乘法計算.乘法次數(shù):n優(yōu)點:(1)計算量小,較L-插值法減少了3-4倍.(2)當(dāng)需要增加一個插值節(jié)點時,只需再計算一項,即

---遞推公式(適合計算機計算).乘除法次數(shù)大約為:第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4

兩函數(shù)相乘的差商定理8（兩函數(shù)相乘的差商）

顯然公式成立。

事實上，

一般情況，可用歸納法證明。#設(shè)證明：階差商為第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月5

重節(jié)點差商（通過差商極限定義）定義5

(重節(jié)點差商)

若,的節(jié)點xi(i=0，1，…，n)定理7中互異，有了重節(jié)點差商的定義，該式中的節(jié)點可以相同。

說明：?則定義

類似的有第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月其中

---牛頓插值多項式---牛頓插值余項§4

差商與牛頓插值多項式牛頓插值公式5

重節(jié)點差商定義5

(重節(jié)點差商)若,?則定義

類似的有第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月證明：(2)首先,由定義泰勒展開式第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月本課重點：

1、理解差商定義P.857作業(yè):

3、會用牛頓插值多項式解簡單題目。

2、掌握牛頓插值公式其中，---牛頓插值多項式---牛頓插值余項課本P.37例3編程:第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月一、

Lagrange插值多項式，

k=0,1,?,n

.

復(fù)習(xí)：過n+1個節(jié)點，滿足插值條件：Lj(

xj)=yj(j=0,1,?,n

)的n次插值或插值基函數(shù)含義直觀形式對稱優(yōu)點：計算量大缺點：乘除法次數(shù)：多項式