切比雪夫插值是一种基于切比雪夫节点的多项式插值方法,其优势是减少插值误差(特别是龙格现象:表现为高维插值时在边缘处插值误差骤增)。本文对其基本操作进行说明。
1. 切比雪夫节点
切比雪夫插值的核心是使用切比雪夫节点作为插值点。切比雪夫节点是切比雪夫多项式的零点,在区间[-1,1]上定义为:
x k = c o s ( ( 2 k + 1 ) π 2 n ) , k = 0 , 2 , . . . , n − 1 (1) x_k=cos(\frac{(2k+1)\pi}{2n}),k=0,2,...,n-1 \tag{1} xk=cos(2n(2k+1)π),k=0,2,...,n−1(1)
其中 n n n是插值点数。
若将插值区间由[-1,1]变化为 [ a , b ] [a,b] [a,b],则切比雪夫节点可以表示为
x k = a + b 2