插值公式英文解释翻译、插值公式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 interpolation formula
相关词条:
1.formulaforinterpolation
分词翻译:
值的英语翻译:
cost; value; happen to; on duty
【医】 number; titer; titre; value
公式的英语翻译:
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
专业解析
在汉英词典框架下,"插值公式"对应的英文术语为Interpolation Formula,指通过已知离散数据点构造连续函数的数学方法,其核心目标是在有限采样点之间估算未知数值。该方法广泛应用于信号处理、工程建模和计算机图形学等领域。
从数学视角分析,插值公式可表示为:
$$
P(x) = sum_{i=0}^{n} yi prod{substack{j=0j
eq i}}^{n} frac{x - x_j}{x_i - x_j}
$$
该式为拉格朗日插值公式,其中$x_i$, $y_i$为已知点坐标,$P(x)$为插值多项式函数。其物理意义在于通过多项式曲线精确穿过所有已知数据点,实现局部数据的全局逼近。
工程实践中,插值公式可分为两类:
- 线性插值:基于相邻两点直线方程估算中间值,适用于低复杂度场景
- 多项式插值:采用高阶多项式提高精度,常见于有限元分析和卫星轨道计算
历史文献显示,英国数学家Edward Waring于1779年首次提出插值理论体系,后经Joseph-Louis Lagrange系统化发展为现代通用公式。该理论在20世纪被纳入IEEE信号处理标准(IEEE 1051-2000),成为数字信号重建的基础工具。
权威参考文献:
- Weisstein, E.W. "Lagrange Interpolating Polynomial." MathWorld
- Quarteroni, A. Numerical Mathematics. Springer, 2017, Chapter 8
- IEEE Standard for Digitizing Waveform Recorders (1051-2000)
网络扩展解释
插值公式是数学和工程中用于通过已知离散数据点构造连续函数的重要工具,其核心目的是根据已知点精确估算未知点的值。以下是详细解释:
1. 基本定义
插值公式指通过一组已知的离散数据点 ((x_0, y_0), (x_1, y_1), dots, (x_n, y_n)),构造一个连续函数 (P(x)),使得 (P(x_i) = y_i)(对所有 (i) 成立)。该函数可用于预测数据点之间的值。
2. 常见插值公式类型
(1) 线性插值
- 公式:两点间用直线连接,公式为:
$$P(x) = y_0 + frac{(y_1 - y_0)}{(x_1 - x_0)}(x - x_0)$$
- 特点:简单快速,但仅适用于局部平滑数据。
(2) 拉格朗日插值
- 公式:构造通过所有点的 (n) 次多项式:
$$P(x) = sum_{i=0}^n yi prod{substack{j=0j
eq i}}^n frac{x - x_j}{x_i - x_j}$$
- 特点:唯一性高,但高次多项式易产生震荡(如龙格现象)。
(3) 牛顿插值
- 公式:基于差商的多项式形式:
$$P(x) = f[x_0] + fx_0,x_1 + dots + f[x_0,dots,xn]prod{i=0}^{n-1}(x-x_i)$$
- 特点:计算效率高,便于动态添加新数据点。
(4) 样条插值
- 公式:分段低次多项式(如三次样条),保证连接处光滑:
每段 (S_i(x) = a_i + b_i(x-x_i) + c_i(x-x_i) + d_i(x-x_i))
- 特点:避免高阶多项式震荡,广泛用于图形学。
3. 应用场景
- 数据拟合:填补缺失数据或加密采样点。
- 图像处理:图像缩放(双线性/双三次插值)。
- 工程建模:三维曲面构造(如CAD中的样条曲线)。
- 科学计算:数值积分或微分方程的近似解。
4. 注意事项
- 唯一性:(n+1) 个点唯一确定一个 (n) 次多项式。
- 误差控制:插值误差与节点间距、函数光滑性相关。
- 选择方法:
- 数据平滑且少时用多项式插值;
- 数据多或波动大时用样条插值。
通过合理选择插值公式,可以在精度与效率之间取得平衡,满足不同场景的需求。
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