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三次样条插值的数学原理,三次样条插值是一种分段插值

时间:2023-05-04 18:41:54 阅读:225395 作者:2386

在做三次样条插值的时候,我们需要首先注意几点:

第一,样条插值主要有两种,一种并不算插值,属于拟合,近似,不过每个给定的离散数据点;另一种是插值,过每个离散数据点。

第二、样条插值函数是在每个段上定义的,如果有N段,就是N个函数。

如果有N+1个数据点,就会一共有N个间隔。也就有分了N段的曲线。我们假设每段曲线为S(x),假设这一堆数据点为:

 是按照从小到大的顺序排列的,对应每个点的值

假设我们取其中的一段进行分析,比如取  和  ,在这个间隔的曲线就是 

首先我们需要保证的是, ,当然也有 

我们设该三次多项式为:

除了上面要保证的条件,还有

 对应到每个点的插值应该和真实值一样。

 表示的是其导数也应该是连续的。

 表示的是其二阶导数也应该是连续的。

为了方便描述,我们做一些替代: 表示第 i 段间隔。 表示第 i 段的二次函数在边缘的二阶导数。

把这些关系联立,然后带入到中,就能解得如下公式:

在首尾两端令 S''=0 

 

解该方程就能得到每段的插值。

参考文献:三次B样条插值和误差分析

三次样条插值(Cubic Spline Interpolation)及代码实现(C语言)

三次样条插值(Cubic Spline Interpolation)及代码实现(C语言)

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