PRZYKLAD OBLICZENIOWY nr 3

Temat : Interpolacja i aproksymacja

Wymagane obliczenia należy przeprowadzić “ręcznie” (tj. używając “kalkulatora” a nie gotowego programu generującego ostateczny wynik).

Każdy student rozwiązuje inny przykład liczbowy, oznaczony numerem odpowiadającym numerowi nazwiska studenta na liście. Każda grupa laboratoryjna ma oddzielny zestaw zadań (przykłady zamieszczone są w dalszej części, po opisie zadań do wykonania).

W przypadku problemów obliczeniowych proszę skontaktować sie z prowadzącym zajęcia.

Podpisany konspekt z wynikami obliczeń i wnioskami należy oddać prowadzącemu zajęcia

przed laboratorium poświęconym rozwiązywaniu układów równań liniowych.

Zadanie 1: Interpolacja wielomianowa

Wyznaczyć współczynniki wielomianu Pn(x), przechodzącego przez N=n+1 punktów o podanych współrzędnych (x0,y0), (x1,y1) ... (xn,yn), stosując interpolację Lagrange’a.

W rozwiązaniu proszę podać:

- postaci wszystkich wielomianów Li (i=0,...n);

- ostateczną postać Pn(x) ;

- sprawdzenie interpolacji, poprzez obliczenie wartości wielomianu w punktach x0, x1, ... ,xn ;

- rysunek (szkicowy) punktów i wielomianu interpolacyjnego.

Zadanie 2: Aproksymacja wielomianowa (regresja liniowa)

Wyznaczyć współczynniki prostej f(x)=a0+a1 x, najlepiej aproksymującej (w sensie najmniejszych kwadratów) zbiór punktów, podany w zadaniu 1.

W rozwiązaniu proszę podać:

- układ równań, umożliwiający wyznaczenie poszukiwanych współczynników (do jego rozwiązania można zastosować Scilab);

- sumaryczny błąd aproksymacji, dodając do siebie bezwzględne wartości odchyłek f(xi)-yi w rozważanych punktach;

- średni błąd aproksymacji w punkcie, obliczony dzieląc błąd sumaryczny przez liczbę punktów;

- rysunek (szkicowy) punktów i uzyskanej prostej.

GRUPA 1

Uwaga: każdy student wybiera dane zestawu o numerze odpowiadającym swojemu numerowi z listy (patrz numeracja w załączonym pliku z obecnością na pierwszym laboratorium) Nr zestawu

L. punktów

Współrzędne punktów (xi,yi)

1

3

(1,5) (3,0) (8,4)

2

3

(4,5) (6,9) (9,4)

3

3

(-1,5) (3,9) (8,4)

4

3

(1,5) (2,9) (6,4)

5

3

(1,6) (4,0) (7,4)

6

3

(-2,5) (3,9) (7,3)

7

3

(4,2) (6,9) (9,9)

8

3

(-1,6) (1,0) (7,4)

9

3

(1,-5) (4,9) (8,1)

10

3

(-1,5) (3,0) (8,4)

11

3

(1,5) (3,9) (8,4)

12

3

(-1,5) (2,9) (5,4)

13

3

(1,2) (3,9) (8,4)

14

3

(-1,5) (2,9) (6,4)

15

3

(4,2) (6,4) (8,9)

16

3

(1,5) (2,9) (8,3)

17

3

(1, -2) (3, 4) (5,-3 )

18

3

(-1, 2) (4,3 ) (8, -2)

19

3

(-5, 0) (-2, -1) (6,-4 )

20

3

(4, 4) (5,10 ) (8, 12)

21

3

(-1, 0) ( (6, 5) (8,-3 )

22

3

(-4, 2) (7, -4) (9, 3 )

23

3

(-5, -2) (6,-3 ) (10, 0)

24

3

(-3, 2) (5, 5) (8, 0 )

25

3

(0, -2) (2, -1) (7, 8)

GRUPA 2

Uwaga: każdy student wybiera dane zestawu o numerze odpowiadającym swojemu numerowi z listy (patrz numeracja w załączonym pliku z obecnością na pierwszym laboratorium) Nr zestawu

L. punktów

Współrzędne punktów (xi,yi)

1

3

(1, -2) (3, 4) (5,-3)

2

3

(-1, 2) (2, 4) (4,3)

3

3

(-2, -1) (0, 4) (6,-4)

4

3

(3, 12) (4, 4) (5,10)

5

3

(1, -12) (6, 5) (8,-3)

6

3

(-4, 2) (7, -4) (9, 3)

7

3

(-3, -2) (4, 4) (5,-3)

8

3

(-5, -2) (0, 5) (6,-3)

9

3

(-3, 2) (5, 5) (8, 0)

10

3

(2, -1) (7, 8) (9, 0)

11

3

(4, 12) (6, 4) (9, 0)

12

3

(3, -1) (6, 6) (9,-3)

13

3

(-3, 2) (5, 0) (6, 3)

14

3

(5, -2) (8, 3) (10,-3)

15

3

(0, -2) (4, 4) (8, -4)

16

3

(-2, 0) (3, 5) (5, -4)

17

3

(-4, 0) (3, 7) (8, -3)

18

3

(5, 2) (8, 4) (10, -2)

19

3

(-6, 5) (3, 9) (8, 0)

20

3

(0, 7) (3, -6) (7,-3)

21

3

(-5, -2) (0, 5) (10, 0)

22

3

(-5, -2) (-3, 2) (8, 0 )

23

3

(0, -2) (2, -1) (9, 0 )

24

3

(-1, 2) (2, 4) (8, -2)

25

3

(-2, -1) (0, 4) (6,-4 )

GRUPA 3

Uwaga: każdy student wybiera dane zestawu o numerze odpowiadającym swojemu numerowi z listy (patrz numeracja w załączonym pliku z obecnością na pierwszym laboratorium) Nr zestawu

L. punktów

Współrzędne punktów (xi,yi)

1

3

(2,2) (6,4) (8,2)

2

3

(-2,5) (3,9) (8,0)

3

3

(2,-2) (6,4) (7,2)

4

3

(-1,5) (2,-9) (5,-4)

5

3

(1,5) (4,9) (8,-1)

6

3

(-2,5) (3,9) (7,-3)

7

3

(4,-2) (6,9) (9,-8)

8

3

(-1,-6) (1,0) (7,-4)

9

3

(-2,5) (3,9) (8,3)

10

3

(-1,5) (4,-9) (5,-4)

11

3

(1,5) (7,9) (8,-1)

12

3

(2,5) (4,-9) (5,-4)

13

3

(2,5) (7,9) (8,1)

14

3

(1,5) (3,9) (8,0)

15

3

(1,6) (4,0) (7,4)

16

3

(-2,5) (3,9) (7,3)

17

3

(1,5) (3,9) (8,4)

18

3

(-1,5) (2,9) (5,4)

19

3

(1,2) (3,9) (8,4)

20

3

(-1,5) (2,9) (6,4)

21

3

(4,2) (6,4) (8,9)

22

3

(0, -2) (2, -1) (7, 8)

23

3

(4, 12) (6, 4) (10, 10)

24

3

(3, -1) (6, 6) (10, -4)

25

3

(-3, 2) (5, 0) (9, 6)

26

(5, -2) (8, 3) (12, -6)

GRUPA AWANS

Uwaga: każdy student wybiera dane zestawu o numerze odpowiadającym swojemu numerowi z listy (patrz numeracja w załączonym pliku z obecnością na pierwszym laboratorium) Nr zestawu

L. punktów

Współrzędne punktów (xi,yi)

1

3

(1, -2) (2, 4) (5,-1)

2

3

(-1, 2) (1, 4) (4,2)

3

3

(-2, -1) (0, 4) (6,-5)

4

3

(-3, -2) (2, 4) (5,-2)

5

3

(-4, -2) (0, 5) (6,-2)

6

3

(-3, 2) (4, 5) (8, 0)

7

3

(4, -1) (5, 6) (9,-3)

8

3

(-1, 2) (4, 0) (6, 3)