Newton Interpolation D6271A
1. مسئله: یافتن چندجملهای درونیاب به روش تفاضلات تقسیم شده نیوتن برای نقاط داده شده $(-1,-3)$، $(1,0)$ و $(2,4)$ است.
2. فرمول چندجملهای نیوتن:
$$P(x) = f[x_0] + f[x_0,x_1](x - x_0) + f[x_0,x_1,x_2](x - x_0)(x - x_1) + \cdots$$
که در آن $f[x_i]$ مقدار تابع در نقطه $x_i$ و $f[x_i,x_j]$ تفاضل تقسیم شده است.
3. محاسبه تفاضلات تقسیم شده:
- $f[x_0] = f(-1) = -3$
- $f[x_1] = f(1) = 0$
- $f[x_2] = f(2) = 4$
4. تفاضلات تقسیم شده مرتبه اول:
$$f[x_0,x_1] = \frac{f[x_1] - f[x_0]}{x_1 - x_0} = \frac{0 - (-3)}{1 - (-1)} = \frac{3}{2} = 1.5$$
$$f[x_1,x_2] = \frac{f[x_2] - f[x_1]}{x_2 - x_1} = \frac{4 - 0}{2 - 1} = 4$$
5. تفاضل تقسیم شده مرتبه دوم:
$$f[x_0,x_1,x_2] = \frac{f[x_1,x_2] - f[x_0,x_1]}{x_2 - x_0} = \frac{4 - 1.5}{2 - (-1)} = \frac{2.5}{3} \approx 0.8333$$
6. جایگذاری در فرمول چندجملهای نیوتن:
$$P(x) = -3 + 1.5(x + 1) + 0.8333(x + 1)(x - 1)$$
7. سادهسازی:
$$P(x) = -3 + 1.5x + 1.5 + 0.8333(x^2 - 1) = -3 + 1.5x + 1.5 + 0.8333x^2 - 0.8333$$
$$P(x) = 0.8333x^2 + 1.5x - 2.3333$$
پاسخ نهایی:
$$\boxed{P(x) = \frac{5}{6}x^2 + \frac{3}{2}x - \frac{7}{3}}$$