Приближение функций многочленами. Учебное пособие
.pdf
-
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) - |
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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 |
||||||||
|
|
|
|
|
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i |
|
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: |
|
|
|
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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) |
|
|
|||||||||
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|
(n 1)! |
|
n |
|
|
(n 1)! |
|
||
|
|
|
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|
x a, b .
(2.12)
|
|
a, b : |
|
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|
|||
x |
|
|
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f |
x |
L |
|
x |
|
M n 1 |
|
|
|
n 1 |
|
x |
, |
(2.13) |
|
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||||||||||||||
|
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|||||||||||||||
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|
n |
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(n 1)! |
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x |
|
max |
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f (x) L |
(x) |
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|
M n 1 |
max |
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n |
|
|
a,b |
|
n |
|
|
|
(n 1)! a,b |
|
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n 1 |
|
|||
|
|
|
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M n 1 |
max |
|
f (n 1) |
x |
. |
|
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(2.13) (2.14) , -
f (x)
.
2.1.
. 2.1
Ln x -
|
x1 0,5 |
x2 2,0 [13, 15]. |
2.1 |
||||
|
|
|
|
|
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|
|
2.1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
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|
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% ; |
||||||||||
|
|
|
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||||||||||||||||||
|
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|
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|
f 0,5 |
|
||||||||||||||||||
|
|
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|||||
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f 2 L 2 |
|
0, 01022 ; |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
0, 0578 |
5,8% . |
|||||
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
f 2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
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|
|
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|
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||||||||||
|
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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 |
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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f x L x |
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|
max |
|
f x L x |
|
|
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f |
2, 2 |
L 2, 2 |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
x 0,7;2,5 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0, 399 0, 384 |
|
0, 015. |
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
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|
f x |
2.2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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L4 x |
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|
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|
|
||||||||||||||
|
x |
|
-0,7 |
|
-0,6 |
|
-0,5 |
-0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
-0,3 |
-0,2 |
-0,1 |
|
0,0 |
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
f x |
|
1,302 |
|
1,281 |
|
1,252 |
1,216 |
|
|
|
|
|
1,172 |
|
1,121 |
1,064 |
|
1,000 |
0,931 |
0,857 |
0,779 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
L4 x |
|
1,302 |
|
1,287 |
|
1,262 |
1,226 |
|
|
|
|
|
1,182 |
|
1,129 |
1,069 |
|
1,003 |
0,931 |
0,855 |
0,775 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
||||||||||||||
|
f L4 |
|
|
|
0,000 |
|
0,006 |
|
0,009 |
0,010 |
|
|
|
|
|
0,010 |
|
0,008 |
0,005 |
|
0,003 |
0,000 |
0,002 |
0,003 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x |
|
0,4 |
|
0,5 |
|
0,6 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
0,9 |
1 |
|
|
|
1,1 |
|
1,2 |
1,3 |
1,4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
f x |
|
0,698 |
|
0,615 |
|
0,532 |
0,449 |
|
|
|
|
|
0,369 |
|
0,292 |
0,221 |
|
0,157 |
0,101 |
0,056 |
0,023 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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L4 x |
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0,693 |
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0,610 |
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0,527 |
0,446 |
|
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|
0,367 |
|
0,292 |
0,223 |
|
0,160 |
0,106 |
0,061 |
0,028 |
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f L4 |
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0,004 |
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0,005 |
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0,004 |
0,004 |
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0,002 |
|
0,000 |
0,001 |
|
0,003 |
0,004 |
0,005 |
0,005 |
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x |
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1,5 |
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1,6 |
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1,7 |
1,8 |
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1,9 |
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2 |
2,1 |
|
2,2 |
|
2,3 |
2,4 |
2,5 |
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f x |
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0,004 |
|
0,001 |
|
0,015 |
0,048 |
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0,101 |
|
0,177 |
0,275 |
|
0,399 |
0,547 |
0,722 |
0,924 |
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L4 x |
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0,009 |
|
0,004 |
|
0,015 |
0,045 |
|
|
|
|
|
0,095 |
|
0,166 |
0,262 |
|
0,384 |
0,533 |
0,713 |
0,924 |
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f L4 |
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0,004 |
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0,003 |
|
0,000 |
0,003 |
|
|
|
|
|
0,007 |
|
0,010 |
0,013 |
|
0,015 |
0,014 |
0,010 |
0,000 |
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: |
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f x L4 x |
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0, 015 |
0, 011 |
1,1% |
, |
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f x |
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1,302 |
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f x |
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max |
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f x |
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f 0, 7 |
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1, 302 . |
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x 0,7;2,5 |
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f x L4 x |
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.
29
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2 |
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1 |
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0,5 |
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-0,7 |
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0,0 |
0,1 |
0,9 |
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1,7 |
x |
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. 2.1. |
f x |
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L4 x |
( 2) |
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2
« »
:
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-
-
[13, 15].
2.1.
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|
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30
