01 Polinomios Lagrange

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Numerical Method Métodos Numéricos Esteban Velilla [email protected]  Jaime V alencia jva [email protected] Departamento de Ingeniería eléctrica Universidad de Antioquia Interpolación - Interpolation 

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Numerical MethodMétodos Numéricos

Esteban Velilla [email protected] 

Jaime Valencia [email protected] 

Departamento de Ingeniería eléctrica

Universidad de Antioquia

Interpolación - Interpolation 

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Interpolation

Interpolation is the process of defining a

function that takes on specified values at

specified points.

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LAGRANGE’S INTERPOLATION 

El método de Lagrange permite calcular el polinomio de n-ésimo orden

(como máximo) que conecta a n+1 puntos:

1

1

1

1

)(

 N 

i  j  j ji

  j

i

i

 N 

i

i N 

 x x

 x x x L

 x  f   x L x  f  

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LAGRANGE’S INTERPOLATION 

Si se tienen 2 puntos, entonces, el polinomio interpolante será una línea

recta, orden 1.

2211

2

1

1 x f   x L x f   x L x f   x L x f   i

i

i

21

22

11 1

1 )( x x

 x x

 x x

 x x x L

  j  j j

  j

12

12

21 2

2 )( x x

 x x

 x x

 x x x L

  j  j j

  j

2

12

11

21

21 x  f  

 x x

 x x x  f  

 x x

 x x x  f  

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LAGRANGE’S INTERPOLATION 

Si se tiene 3 puntos, entonces el polinomo será de orden 2:

332211

3

1

2 x f  x L x f  x L x f  x L x f  x L x f  i

i

i

 

  

 

 

  

 

31

3

21

23

11 1

1 )( x x

 x x

 x x

 x x

 x x

 x x x L

 j j j

 j   

  

  

  

32

3

12

13

21 2

2 )( x x x x

 x x x x

 x x x x x L

 j j j

 j

 

 

 

 

 

 

 

 

23

2

13

13

31 3

3 )(

 x x

 x x

 x x

 x x

 x x

 x x x L

 j j j

 j

3

23

2

13

12

32

3

12

11

31

3

21

22 x f 

 x x

 x x

 x x

 x x x f 

 x x

 x x

 x x

 x x x f 

 x x

 x x

 x x

 x x x f 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

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Encontrar el polinomio interpolante que pasa por los siguientes 4 puntos.

x = [0 1 2 3]

y = [-5 -6 -1 16];

18/04/2013 MN - GIMEL 7

Ejemplo

1

1

1

1

)( N 

i  j  j ji

  j

i

i

 N 

i

i N 

 x x

 x x x L

 x  f   x L x  f  

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Ejemplo de Aplicación

Si se tienen 4 puntos: {(−2,−6), (−1, 0), (1, 0), (2, 6)} 

Encontrar el polinomio interpolante de orden 3. 

18/04/2013 MN - GIMEL 8

P(x)= 1 · x^3 + 0 · x^2 − 1 · x + 0 = x^3 - x 

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The interpolation meaning

>> x=0:1:3; , y=[-5 -6 -1 16]; , u = -.25:.01:3.25;

>> v = polyinterp(x,y,u);, plot(x,y,'o',u,v,'-')

18/04/2013 MN - GIMEL 9

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Vandermonde Matrix

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Example - Vander

18/04/2013 MN - GIMEL 11

-5-6

-1

16