局部插值方法
指插值函数满足s(x)=∑ni=1li(x)f(xi),其中li(xj)=δij,且li仅在xi某邻域内非零。例如分片线性、局部分片三次多项式插值。
三次样条插值
给定插值点均匀分布,间隔为h。要求
⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪sj(x)=sj(xj+1)=s′′j(xj+1)=f(xj)+s′(xj)(x−xj)+c2j(x−xj)2+c3j(x−xj)3f(xj+1)s′′j+1(xj+1)
得
⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪c2j=c3j=3f(xj+1)−f(xj)h2−2s′(xj)−s′(xj+1)h2f(xj)−f(xj+1)h3+s′(xj)+s′(xj+1)h2
即
c2j+1=c2j+3c3jh⟹s′(xj−1)+4s′(xj)+s′(xj+1)=3h[f(xj+1)−f(xj−1)].
代入s(x)=∑ni=1li(x)f(xi),其中li(xj)=δij。则有
l′i(xj−1)+4l′i(xj)+l′i(xj+1)=3h[δi,j+1−δi,j−1].
由上式右端当j>i+1时为0,易得对j>i,l′i(xj)=α(−2+3√)j−i+β(−2−3√)j−i。li有界,故β=0。j<i同理。从而代入得
l′i(xj)=⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪−3h(−2+3√)j−i03h(−2+3√)j−ij<ij=ij>i
结合li(xj)=δij可解出li方程。
==:==maxx∈[0,h]∥f∥∞≤1∣∣∣∣∑j∈Nlj(x)f(xj)∣∣∣∣maxx∈[0,h]∑j∈N∣∣lj(x)∣∣maxx∈[0,h]∑j∈Z(−1)j[l−j(x)+lj+1(x)]maxx∈[0,h]p(x)1+33√4.