线性插值

更新时间:2024-06-27 11:25

线性插值是指插值函数为一次多项式的插值方式,其在插值节点上的插值误差为零。线性插值相比其他插值方式,如抛物线插值,具有简单、方便的特点。线性插值的几何意义即为概述图中利用过A点和B点的直线来近似表示原函数。线性插值可以用来近似代替原函数,也可以用来计算得到查表过程中表中没有的数值。

基础知识

已知函数 在区间 上 个互异点 上的函数值 ,若存在一简单函数 ,使

并要求误差

的绝对值 在整个区间 上比较小。这样的问题称为插值问题。

其中

:插值节点

:被插值函数

:插值函数

:插值区间

如果在插值区间内部用 代替 则称为内插;在插值区间以外,用 代替 则称为外插

简介

线性插值是一种较为简单的插值方法,其插值函数为一次多项式。线性插值,在各插值节点上插值的误差为0。

如概述图中所示,设函数 在两点 , 上的值分别为 , ,求多项式

使满足

由解析几何可知

称 为 在 处的一阶均差,记以 。于是,得

如果按照 整理,则

以上插值多项式为一次多项式,这种插值称为线性插值。

几何意义

线性插值的几何意义如图1所示,即为利用过点 和 的直线 来近似原函数 。

应用

1)线性插值在一定允许误差下,可以近似代替原来函数;

2)在查询各种数值表时,可通过线性插值来得到表中没有的数值。

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