Ratkaisu


Etsitään siis pisteiden (x0,f(x0))=(-2,2), (x1,f(x1))=(-1,1), (x2,f(x2))=(1,1) ja (x3,f(x3))=(3,2) kautta kulkevaa 3. asteen polynomia P3(x) muodossa
P3(x)=a0+(x-x0)a1+(x-x0)(x-x1)a2+(x-x0)(x-x1)(x-x2)a3,
jolle pätee
P3(x0) = a0=f(x0):=f[x0],

P3(x1) = a0+a1(x1-x0)=f(x0)+a1(x1-x0)=f(x1)

Ž a1 =  f(x1)-f(x0)

x1-x0
:=f[x0,x1].
Edelleen
P3(x2)
=
a0+a1(x2-x0)+a2(x2-x0)(x2-x1)
=
f(x0)+  f(x1)-f(x0)

x1-x0
(x2-x0)+a2(x2-x0)(x2-x1)=f(x2)

Ž a2 =
 f(x2)-f(x1)

x2-x1
-  f(x1)-f(x0)

x1-x0

x2-x0
=  f[x1,x2]-f[x0,x1]

x2-x0
:=f[x0,x1,x2].
Vastaavasti
P3(x3)
=
a0+a1(x3-x0)+a2(x3-x0)(x3-x1)
+
a3(x3-x0)(x3-x1)(x3-x2)=f(x3)

Ža3=  f[x1,x2,x3]-f[x0,x1,x2]

x3-x0
:=f[x0,x1,x2,x3].
Yleisesti pätee
f[x0,¼,xn]=  f[x1,¼,xn]-f[x0,¼,xn-1]

xn-x0
ja Newtonin jaettujen erotusten avulla muodostettu inteprolaatiopolynomi on muotoa
Pn(x)=f[x0]+ n
å
k=1 
f[x0,x1,¼,xk](x-x0)(x-x1)¼(x-xk-1).
Polynomin kertoimet ak=f[x0,x1,¼,xk] on tapana laskea jaettujen erotusten kaavio avulla
x0
f[x0]
x1
f[x1]
f[x0,x1]=  f[x1]-f[x0]

x1-x0
x2
f[x2]
f[x1,x2]=  f[x2]-f[x1]

x2-x1
f[x0,x1,x2]=  f[x1,x2]-f[x0,x1]

x2-x0
x3
f[x3]
f[x2,x3]=  f[x3]-f[x2]

x3-x2
f[x1,x2,x3]=  f[x2,x3]-f[x1,x2]

x3-x1
f[x0,x1,x2,x3]
=  f[x1,x2,x3]-f[x0,x1,x2]

x3-x0
Esimerkin tapauksessa kaavio saadaan muotoon
i xi f[xi] f[xi,xi+1] f[xi,xi+1,xi+2] f[xi,xi+1,xi+2,xi+3]
0 -2.0
2.0
1 -1.0 1.0
-1.0
2 1.0 1.0 0.0
1/3
3 3.0 2.0 1/2 1/8
-1/24
Poimimalla polynomin P3(x) kertoimet saadaan
P3(x)
=
2.0-1.0(x+2.0)+1/3(x+2.0)(x+1.0)-1/24(x+2.0)(x+1.0)(x-1.0)
=
 3

4
+  1

24
x+  1

4
x2-  1

24
x3.