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Вуз: Предмет: Файл:

Приближение функций многочленами. Учебное пособие

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-

1 1.1 1.2.

1.-

f x x x0 .

2.ex .

.

3.sin x .

.

4.cos x .

.

5.1 x . -

.

6. ln 1 x .

.

7.n .

8.f x

Qn x x x .

9. f x

Qn x a, b .

21

2. .

-

, . -

,

, -

.

( -

-) y f (x) xi :

y0 f (x0 ) , y1 f (x1 ) ,…, yi f (xi ) ,…, yn f (xn ) .

x0 , x1,…, xi ,…, xn .

F x ( -

),

, f (x) , ,

F x0 y0 , F x1 y1 ,…, F xn yn .

-

f (x) x ,

.

f (x) . -

, x x0 , xn , , -

x x0 , xn .

,

x0, y0 , x1, y1 ,…, xn, yn .

, , -

:

;

22

f (x)

F(x) x0 , xn ;

-

.

-

.

,

F(x) Pn x n , :

Pn x0 y0 , Pn x1 y1 ,…, Pn xn yn .

(2.1)

, (2.1), -

.

 

 

 

 

 

 

.

yi

f (xi ) (n 1) -

xi ,

i 0,1, 2,..., n ,

-

,

 

 

Pn xi f xi , i

 

.

(2.2)

 

0,n

. Pn x

 

P

x a

a x a x2 ... a xn ,

(2.3)

n

0

1

2

 

 

n

 

ai, i 0,1, 2,..., n , – , -

.

(2.2)

(n 1) a0 , a1 ,…, an :

a0 x0a1 x02a2 ... x0nan y0 ;

 

 

x1a1

2

n

 

a0

x1 a2

... x1 an y1;

(2.4)

......................................................

 

 

2

n

 

 

 

 

xn a1 xn a2

xn an yn ,

 

a0

 

xi yi , i 0,1, 2,..., n , –

 

x y f (x).

 

 

 

 

23

(2.4) – -

:

 

1

x

x2

...

xn

 

 

 

 

0

0

 

0

 

 

 

1

x

x2

...

xn

 

x j xi 0 ,

 

1

1

...

1

 

... ... ...

...

 

0 i j n

 

1

x

x2

...

xn

 

 

 

 

n

n

 

n

 

 

.

, 0 , (2.4) -

, [3].

, -

(2.4) -[4] ,

. -

.

li x n :

Ln x y0l0 x y1l1 x ... ynln x .

(2.5)

, li x

, i ,

. ,

li x

x x0 x x1 ... x xi 1 x xi 1 ... x xn

 

 

.

(2.6)

xi x0

 

xi x1 ... xi

xi 1 xi xi 1 ... xi

xn

 

 

 

 

,

lni xi 1

x xi . x x0 ,

x x1,…, x xi 1 ,

x xi 1 ,…, x xn (2.6) .

 

(2.6) (2.5), :

 

 

 

 

 

 

n

 

x x0 ... x xi 1 x xi 1 ... x xn

 

 

 

 

Ln x yi

 

.

 

(2.7)

 

xi x0 ... xi xi 1 xi xi 1 ... xi

xn

 

 

i 0

 

 

 

 

 

(2.7) -

.

24

, (2.7) -

yi f xi , -

-

.

f (x) Ln x R(x) ,

(2.8)

R(x) – , -

.

f (x) ,

f (xi ) , -

R(x) .

f (x) Cn 1 a, b , a, b – ,

xi , i 0,1, 2,..., n ,

x

.

 

R(x)

 

R(x) n 1 x r(x),

(2.9)

n 1 x n 1

 

n 1 x x x0 x x1 ... x xn ,

(2.10)

r(x) – , xi

, n 1 xi 0 R xi 0 , i 0,1, 2,..., n .

 

 

a, b ,

 

x , -

x

x

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

:

 

 

 

u(x) Ln x n 1 x r

 

f (x) .

(2.11)

x

u x n 2 a, b :

n 1 x xi , i 0,1, 2,..., n ,

x

x

 

(2.8) (2.9). [4] u -

n 1 a,b ; -

u n

. ,

a,b , u(n 1) 0 .

25

,

L(n 1)

x 0 (n 1)

x n 1 !. (2.11)

 

n

n 1

 

: u n 1 n 1 ! r x f (n 1) 0.

r x f (n 1) . (n 1)!

(2.9) (2.8), :

R x

n 1

x

f (n 1)

 

f (x) L

x

n 1

x

f (n 1)

, (2.12)

 

 

 

 

(n 1)!

 

n

 

 

(n 1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a, b .

(2.12)

 

 

a, b :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

x

L

 

x

 

M n 1

 

 

 

n 1

 

x

,

(2.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

(n 1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a, b :

 

 

f (x) L

x

 

max

 

f (x) L

(x)

 

 

M n 1

max

 

 

 

x , (2.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

a,b

 

n

 

 

 

(n 1)! a,b

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M n 1

max

 

f (n 1)

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a,b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.13) (2.14) , -

f (x)

.

2.1.

. 2.1

Ln x -

 

x1 0,5

x2 2,0 [13, 15].

2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

-0,7

 

0,1

 

0,9

1,7

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

y

1,302

 

0,931

 

0,292

0,015

0,924

26

,

 

f x e

x

1 sin x . 1.4.

3

 

 

 

 

y Ln x

 

x

 

 

 

 

 

y e

 

1 sin x ,

0,1.

3

x

f x e3 1 sin x -

0,7; 2,5 .

(2.7), -

,

f x , . 2.1, -

:

x 0,1 x 0,9 x 1,7 x 2,5

L4 x 1,302 0,7 0,1 0,7 0,9 0,7 1,7 0,7 2,5

x 0,7 x 0,9 x 1,7 x 2,5

0,931 0,1 0,7 0,1 0,9 0,1 1,7 0,1 2,5

x 0,7 x 0,1 x 1,7 x 2,5

0,292 0,9 0,7 0,9 0,1 0,9 1,7 0,9 2,5

x 0,7 x 0,1 x 0,9 x 2,5

0,015 1,7 0,7 1,7 0,1 1,7 0,9 1,7 2,5

x 0,7 x 0,1 x 0,9 x 1,7

0,924 2,5 0,7 2,5 0,1 2,5 0,9 2,5 1,7

0,1324 x 0,1 x 0,9 x 1,7 x 2,5

0,3788

x 0, 7

x 0,9 x 1, 7 x 2,5

0,1782

x 0,7

x 0,1 x 1, 7 x 2,5

0, 0061 x 0,7

x 0,1 x 0,9 x 2,5

 

0, 0940

x 0,7

x 0,1 x 0,9 x 1,7

 

0,0197x4 0,1656x3 0,2729x2 0,6928x 1,0028.

27

, , -

, :

L4 x 0, 0197x4 0,1656x3 0, 2729x2 0, 6928x 1, 0028 .

, -

x1 0,5 x2 2, 0 :

f 0,5 L4 0,5 0,0197 0,5 4 0,1656 0,5 3

0, 2729 0,5 2 0,6928 0,5 1, 0028 1, 2615, f 2, 0 L4 2, 0 0, 0197 2, 04 0,1656 2, 03 0, 2729 2, 02

0, 6928 2, 0 1, 0028 0,1664.

, . 2.1 -

x

f x e3 1 sin x , -

-

x

f x e3 1 sin x .

 

0,5

2

 

f ( 0,5) e

 

1 sin 0,5 1, 2523

f ( 0,5) e

 

1 sin 2 0,1767 .

3

3

-

x1 0,5 x2 2, 0 -

-

:

1

 

f 0,5 L4 0,5

 

0,00923;

1

 

 

 

 

 

1

 

 

0, 00737 0, 74% ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f 0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f 2 L 2

 

0, 01022 ;

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0, 0578

5,8% .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

f 2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x e

x

1 sin x

. 2.2

3

 

L4 x ,

0,7; 2,5 0,1.

28

0,7; 2,5

f x -

L4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x L x

 

 

 

 

max

 

f x L x

 

 

 

f

2, 2

L 2, 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0,7;2,5

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, 399 0, 384

 

0, 015.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

2.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L4 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

-0,7

 

-0,6

 

-0,5

-0,4

 

 

 

 

 

 

 

-0,3

-0,2

-0,1

 

0,0

 

0,1

0,2

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

1,302

 

1,281

 

1,252

1,216

 

 

 

 

 

1,172

 

1,121

1,064

 

1,000

0,931

0,857

0,779

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L4 x

 

1,302

 

1,287

 

1,262

1,226

 

 

 

 

 

1,182

 

1,129

1,069

 

1,003

0,931

0,855

0,775

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f L4

 

 

 

0,000

 

0,006

 

0,009

0,010

 

 

 

 

 

0,010

 

0,008

0,005

 

0,003

0,000

0,002

0,003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0,4

 

0,5

 

0,6

0,7

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

0,9

1

 

 

 

1,1

 

1,2

1,3

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

0,698

 

0,615

 

0,532

0,449

 

 

 

 

 

0,369

 

0,292

0,221

 

0,157

0,101

0,056

0,023

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L4 x

 

0,693

 

0,610

 

0,527

0,446

 

 

 

 

 

0,367

 

0,292

0,223

 

0,160

0,106

0,061

0,028

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f L4

 

 

 

0,004

 

0,005

 

0,004

0,004

 

 

 

 

 

0,002

 

0,000

0,001

 

0,003

0,004

0,005

0,005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1,5

 

1,6

 

1,7

1,8

 

 

 

 

 

 

 

1,9

 

2

2,1

 

2,2

 

2,3

2,4

2,5

 

f x

 

0,004

 

0,001

 

0,015

0,048

 

 

 

 

 

0,101

 

0,177

0,275

 

0,399

0,547

0,722

0,924

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L4 x

 

0,009

 

0,004

 

0,015

0,045

 

 

 

 

 

0,095

 

0,166

0,262

 

0,384

0,533

0,713

0,924

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f L4

 

 

 

0,004

 

0,003

 

0,000

0,003

 

 

 

 

 

0,007

 

0,010

0,013

 

0,015

0,014

0,010

0,000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x L4 x

 

 

 

 

 

 

0, 015

0, 011

1,1%

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,302

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

 

f 0, 7

 

 

1, 302 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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