对Lagrange函数的理解

### 拉格朗日插值多项式的 MATLAB 实现 为了实现拉格朗日插值多项式,可以创建一个名为 `lagrange` 的函数来计算给定数据点 `(x, y)` 处的插值结果。此函数接受三个参数:节点坐标向量 `x` 和对应的函数值向量 `y` 以及待求解的新位置 `xx`。 以下是完整的 MATLAB 函数定义: ```matlab function yy = lagrange(x, y, xx) % 输入检查 m = length(x); n = length(y); if m ~= n error('向量x与y的长度必须一致'); end s = zeros(size(xx)); % 初始化输出数组 for i = 1:n t = ones(size(xx)); for j = 1:n if j ~= i t = t .* (xx - x(j)) ./ (x(i) - x(j)); end end s = s + t * y(i); end yy = s; end ``` 这段代码实现了拉格朗日插值公式[^1]。对于每一个新的查询点 `xx`,程序会遍历所有的已知数据点,并通过构建基函数的方式逐步累加得到最终的结果。 #### 使用示例 假设有一组离散的数据点 \((x_1,y_1),...,(x_n,y_n)\),现在想要知道这些点之间任意一点处 \(f(x)\) 的近似值,则可以通过调用上述编写的 Lagrange 插值函数完成操作。下面是一个简单的例子说明如何应用该函数: ```matlab % 已知数据点 x = [0.2, 0.4, 0.6, 0.8]; y = sin(pi*x); % 需要预测的位置 xx = linspace(min(x), max(x)); % 调用自定义的Lagrange插值函数获得yy作为返回值 yy = lagrange(x, y, xx); % 绘图展示原始样本点和插值得到曲线 plot(x, y, 'o', xx, yy, '-') legend('Sample Points','Interpolated Curve') title('Lagrange Interpolation Example') xlabel('X Axis') ylabel('Y Axis') grid on ``` 在此案例中,先设定了几个特定角度下的正弦函数取值作为训练集;接着利用线性空间生成一系列测试输入 `xx` 来观察整个区间内的变化趋势;最后借助于先前建立好的 `lagrange()` 方法获取对应输出并绘制图形以便直观理解效果[^2]。
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