python插值法——拉格朗日法代码实现

牛顿插值法和拉格朗日插值法是一样的结果,因为从泰勒展开来看,它们的系数应该是唯一的。在这里,笔者就从代码方面实现拉格朗日插值法,同时说明不介绍它的原理部分。

from sympy import *
def f(t1,b,n):#拉格朗日插值法
    global x,y#定义全局变量
    ty1=ones(1,n+1);ty2=ones(1,n+1);op=0;ty3=ones(1,n+1)
    a=1;rt=0;gt=0
    x=symbols('x')
    for m in range(n):
        a=a*(x-t1[m])
        ty2[m+1]=a
    ty1[0] = b[0]
    for j in range(n - gt):
        ty3[j]=(b[j+1]-b[j])/(t1[j+gt+1]-t1[j])
    gt = gt + 1
    for i in range(1,n+1):
        ty1[i]=ty3[0]
        if n-gt+1==0:
            break
        for j in range(n-gt):
            ty3[j]=(ty3[j+1]-ty3[j])/(t1[j+gt+1]-t1[j])
        gt=gt+1
    for p in range(n+1):
        qw=ty1[p]*ty2[p]
        rt+=qw#求和
    return rt

同时,这里输出的是表达式,如果要求某点的具体值,使用subs。

a=[0.4,0.5,0.6,0.7,0.8]#x值
b=[-0.916291,-0.693147,-0.510826,-0.357765,-0.223144]#y值
n=4#几次插值
print(f(a,b,n).subs(x,0.54))

具体运行结果可以自己的运算一下。 

拉格朗日插值法Python代码实现可以分为几个步骤。首先,我们需要导入所需的库,例如matplotlib、numpy、pandas和sympy。然后,我们需要定义一个函数来实现拉格朗日插值。在这个函数中,我们需要传入x值和y值的列表作为参数。接下来,我们需要通过遍历x值的列表来计算拉格朗日插值的多项式。具体来说,我们需要使用X和Y两个变量来计算每个项的值,并将它们相乘。然后,我们将这些项相加得到最终的多项式。最后,我们可以使用plot函数将插值多项式绘制成图形。 以下是一个示例的Python代码实现: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import pandas as pd from sympy import expand from sympy.abc import x def lagrange(xx, y): l = len(y) l_n = 0 for k in range(l): xxx = xx.copy() x_k = xxx[k] xxx.pop(k) l_k = 1 for i in range(len(xxx)): l_k *= (x - xxx[i]) / (x_k -xxx[i]) l_n += y[k * l_k return expand(l_n) # 读取数据 data = pd.read_csv('data.csv') # 获取x和y的值 xx = data['x'] y = data['y'] # 计算插值多项式 lagrange_interpolation_polynomial = lagrange(xx, y) # 打印插值多项式 print("拉格朗日插值多项式为:", lagrange_interpolation_polynomial) # 生成插值函数的曲线 x2 = np.linspace(-1, 4, 100) y1 = [] for i in range(len(x2)): y1.append(lagrange_interpolation_polynomial.subs(x, x2[i])) # 绘制散点图和插值函数曲线 plt.figure(figsize=(8, 4)) plt.scatter(xx, y, c='red') plt.plot(x2, y1, '-') plt.show() ``` 这是一个示例代码,其中包含了数据读取、插值多项式的计算和绘制图形等步骤。你可以根据自己的需求和数据进行相应的调整和修改。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [Python实现拉格朗日插值法示例](https://download.youkuaiyun.com/download/weixin_38717156/13770742)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] - *2* [拉格朗日插值法——python代码实现](https://blog.youkuaiyun.com/m0_72662900/article/details/128278422)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] - *3* [拉格朗日插值法Python程序](https://blog.youkuaiyun.com/weixin_48615832/article/details/115582544)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] [ .reference_list ]
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