Interpolacja Newtona. zakłócenie prz dużej liczbie węzłów.

Interpolacja Newtona. zakłócenie prz dużej liczbie węzłów.
N3
  • Rejestracja:około 9 lat
  • Ostatnio:prawie 9 lat
  • Postów:6
0

Witam. Napisałem "program" który ma wyznaczać wielomian interpolacyjny, wszystko jest ok, gdy liczba węzłów nie przekracza ok. 35 natomiast gdy użytkownik podaje liczbę większą np 50 na jednym z krańców przedziału dzieją się dziwne rzeczy, zamieszczam mój kod. Proszę o pomoc, jakąś wskazówkę co robię źle, interpolacja metodą Newtona na węzłach równoodległych i Czebyszewa. Do rysowania wykresów używam gnuplota.

Kopiuj
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include "gnuplot_i.hpp"
#define GNUPLOT_PATH "D:\\programs\\gnuplot\\bin"
 
using namespace std;
 
int rozmiar = 0;
 
struct element
{
    double x, y;
};
 
double Newton (element* el, int rozmiar, double x)
{
    double wynik = el[0].y;
    double *a = new double [rozmiar];
 
    for (int i=0; i<rozmiar; i++)
        a[i] = el[i].y;
    for (int i=1; i<rozmiar; i++)
        for (int j=0; j<i; j++)
            a[i] = (a[i]-a[j])/(el[i].x-el[j].x);
    for (int i=1; i<rozmiar; i++)
    {
        double f = 1.0;
        for (int j=0; j<i; j++)
            f *= x - el[j].x;
        wynik += a[i]*f;
    }
    delete [] a;
    return wynik;
}
 
double fun1 (double x)
{
    return 0.05*x*x*x*x*x-1.4416*x*x*x*x+15.5666*x*x*x-77.8583*x*x+178.6833*x-149;
}
 
double fun2 (double x)
{
    return 1/(x*x+1);
}
 
element* Odczyt (string nazwa)
{
    element *tab;
    ifstream plik (nazwa.c_str());
    if (plik.good())
    {
        plik >> rozmiar;
        tab = new element [rozmiar];
        for (int i=0; i<rozmiar; i++)
            plik >> tab[i].x >> tab[i].y;
    }
    else exit;
    return tab;
}
 
void Gnu3 (double a, double b, double(* fun)(double), element* tab, int rozmiar/*, double(* fun2)(element*, int, double)*/)
{
    ofstream plik;
    plik.open("numerki.dat");
    if(plik.is_open())
    {
        for (double i=a; i<b; i=i+0.01)
        {
            plik.width(5);
            plik.fill(' ');
            plik<<left<<i<<" "<<fun(i)<<endl;
        }
        plik.close();
    }
    else exit;
    ofstream plik2;
    plik2.open("numerki2.dat");
    if(plik2.is_open())
    {
        for (double i=a; i<b; i=i+0.01)
        {
            plik2.width(5);
            plik2.fill(' ');
            plik2<<left<<i<<" "<<Newton(tab,rozmiar,i)<<endl;
        }
        plik.close();
    }
    else exit;
    system("\"\"D:\\programs\\gnuplot\\bin\\gnuplot.exe\" -p -e \"plot 'tabik.txt','numerki.dat' with lines,'numerki2.dat' with lines\"\"");
}
 
void Rowne (double a, double b, int ile_wezlow, double(* fun)(double))
{
    double odleglosc = (b-a)/(ile_wezlow-1);
    ofstream avaritia;
    avaritia.open("tab.txt");
    if (avaritia.is_open())
    {
        avaritia <<ile_wezlow<<"\n";
        for (double i=a; i<=b; i=i+odleglosc)
        {
            avaritia <<i<<" "<<fun(i)<<"\n";
        }
        avaritia.close();
    }
    else exit;
    ofstream wezly;
    wezly.open("tabik.txt");
    if (wezly.is_open())
    {
        for (double i=a; i<=b; i=i+odleglosc)
            wezly <<i<<" "<<fun(i)<<"\n";
    wezly.close();
    }
    else exit;
}
 
void Czebyszew (double a, double b, int n, double(* fun)(double))
{
    double *tab = new double [n];
    if (n%2==1)
    {
        tab[n/2]=((a+b)+(b-a)*cos((2.0*n/2+1.0)/(n+1)*M_PI/2.0))/2.0;
        for (int i=0; i<n/2; i++)
            tab[i]=((a+b)+(b-a)*cos((2.0*i+1.0)/(n+1)*M_PI/2.0))/2.0;
        for (int i=n/2+1; i<n; i++)
            tab[i]=((a+b)+(b-a)*cos((2.0*(i+1.0)+1.0)/(n+1)*M_PI/2.0))/2.0;
    }
    else
    {
        for (int i=0; i<n/2; i++)
            tab[i]=((a+b)+(b-a)*cos((2.0*i+1.0)/(n+1)*M_PI/2.0))/2.0;
        for (int i=n/2; i<n; i++)
            tab[i]=((a+b)+(b-a)*cos((2.0*(i+1.0)+1.0)/(n+1)*M_PI/2.0))/2.0;
    }
    ofstream avaritia;
    avaritia.open("tab.txt");
    if (avaritia.is_open())
    {
        avaritia<<n<<"\n";
        for (int i=0; i<n; i++)
        {
            avaritia<<tab[i]<<" "<<fun(tab[i])<<"\n";
        }
        avaritia.close();
    }
    else exit;
    ofstream wezly;
    wezly.open("tabik.txt");
    if (wezly.is_open())
    {
        for (int i=0; i<n; i++)
            wezly <<tab[i]<<" "<<fun(tab[i])<<"\n";
    wezly.close();
    }
    else exit;
    delete [] tab;
}
 
int main()
{
    double a,b;
    int ile_wezlow;
    int wybor_funkcji;
    int wybor_metody;
    cout << "Wybor funkcji" << endl;
    cout << "1: 0.05x^3-1.4416x^4+15.5666x^3-77.8583x^2+178.6833x-149"<<endl;
    cout << "2: 1/(x^2+1)"<<endl;
    cout <<endl<<"Wybierz funkcje: ";
    cin >> wybor_funkcji;
    switch (wybor_funkcji)
    {
    case 1:
        {
            cout <<endl<<"Przedzial" << endl;
            cout << "a: ";
            cin >> a;
            cout << "b: ";
            cin >> b;
            cout <<endl<< "Podaj liczbe wezlow: ";
            cin >> ile_wezlow;
            cout <<endl<< "Metoda"<<endl;
            cout << "1 - Rownoodlegle"<<endl;
            cout << "2 - Czebyszewa"<<endl;
            cout <<endl<< "Wybierz metode: ";
            cin >> wybor_metody;
            switch (wybor_metody)
            {
            case 1:
                {
                    Rowne(a,b,ile_wezlow, fun1);
                    element *A = Odczyt("tab.txt");
                    Gnu3(a,b,fun1,A,rozmiar/*,Newton*/);
                    delete [] A;
                }
                break;
            case 2:
                {
                    Czebyszew(a,b,ile_wezlow,fun1);
                    element *A = Odczyt("tab.txt");
                    Gnu3(a,b,fun1,A,rozmiar/*,Newton*/);
                    delete [] A;
                }
                break;
            }
        }
        break;
    case 2:
        {
            cout <<endl<< "Przedzial" << endl;
            cout << "a: ";
            cin >> a;
            cout << "b: ";
            cin >> b;
            cout <<endl<< "Podaj liczbe wezlow: ";
            cin >> ile_wezlow;
            cout <<endl<< "Metoda"<<endl;
            cout << "1 - Rownoodlegle"<<endl;
            cout << "2 - Czebyszewa"<<endl;
            cout <<endl<< "Wybierz metode: ";
            cin >> wybor_metody;
            switch (wybor_metody)
            {
            case 1:
                {
                    Rowne(a,b,ile_wezlow, fun2);
                    element *A = Odczyt("tab.txt");
                    Gnu3(a,b,fun2,A,rozmiar/*,Newton*/);
                    delete [] A;
                }
                break;
            case 2:
                {
                    Czebyszew(a,b,ile_wezlow,fun2);
                    element *A = Odczyt("tab.txt");
                    Gnu3(a,b,fun2,A,rozmiar/*,Newton*/);
                    delete [] A;
                }
                break;
            }
        }
        break;
    }
    return 0;
}
<image> ![7bd92cf796.png](//static.4programmers.net/uploads/attachment/7bd92cf796.png) </image>
YU
  • Rejestracja:ponad 16 lat
  • Ostatnio:około 6 lat
0

Mogę się mylić, bo dawno nie miałem do czynienia z numerkami, ale czy to nie jest czasem spodziewane zachowanie interpolacji Legrange-a (duże zniekształcenia funkcji, szczególnie przy końcach przedziału) oraz interpolacji wielomianem Czebyszewa (małe zniekształcenia)? Niedoskonałość metody Legrange jest właśnie motywacją do stosowania węzłów Czebyszewa. W dalszej perspektywie (dla b. dużej liczby węzłów) stosuje się kawałkami przedziałów krzywe sklejane, które najlepiej dopasowują się do interpolowanej f-kcji. Spójrz na wykresy i komentarze pod wykresami tutaj (krzaczki można olać): http://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=MN09


N3
  • Rejestracja:około 9 lat
  • Ostatnio:prawie 9 lat
  • Postów:6
0

Może masz rację, ale ja mam interpolować Newtonem a nie Lagrangem :(

Shalom
  • Rejestracja:około 21 lat
  • Ostatnio:prawie 3 lata
  • Lokalizacja:Space: the final frontier
  • Postów:26433
0

@noname375 to nie ma znaczenia, interpolacja wielomianowa (czy to w postaci Lagranga czy Netwona) jest podatna na efekt Rungego jeśli masz równoodległe węzły.
Zapewne gdybyś doczytał / poszedł na wykład to byś wiedział że to masz właśnie w tym ćwiczeniu pokazać.


"Nie brookliński most, ale przemienić w jasny, nowy dzień najsmutniejszą noc - to jest dopiero coś!"
edytowany 1x, ostatnio: Shalom
N3
  • Rejestracja:około 9 lat
  • Ostatnio:prawie 9 lat
  • Postów:6
0

Wiem że tak jest, problem w tym że nawet dla węzłów Czebyszewa taka sytuacja ma miejsce.

Shalom
  • Rejestracja:około 21 lat
  • Ostatnio:prawie 3 lata
  • Lokalizacja:Space: the final frontier
  • Postów:26433
1

A ja bym w ogóle chciał zobaczyć te twoje dane bo ten obrazek sie nie trzyma kupy. Masz tam jakieś oscylacje pomiędzy węzłami a to jest raczej jakiś WTF bo to by znaczyło że masz tam wielomian wyższego stopnia niż liczba węzłów...


"Nie brookliński most, ale przemienić w jasny, nowy dzień najsmutniejszą noc - to jest dopiero coś!"
N3
  • Rejestracja:około 9 lat
  • Ostatnio:prawie 9 lat
  • Postów:6
0

Przesyłam dane: interp - x-sy i wartości dla interpolacji
oryginal - oryginalne wartosci wielomianu
tab - wezly
wezly - wezly (tylko do rysowania)

podaje przedział -5 do 5 i wybieram 51 węzłów.

Widać że coś się nie zgadza podczas liczenia wartości dla interpolowanego wielomianu od pewnego momentu :/

No i wybieram tą drugą funkcję 1/(x^2+1)

edytowany 2x, ostatnio: noname375
MarekR22
Moderator C/C++
  • Rejestracja:około 17 lat
  • Ostatnio:3 minuty
1

Troszkę jest to zabawne jak ktoś robi screenshota z podglądu obrazka. Nie można było po prostu dołączyć oryginalnego obrazka?


Jeśli chcesz pomocy, NIE pisz na priva, ale zadaj dobre pytanie na forum.
Kliknij, aby dodać treść...

Pomoc 1.18.8

Typografia

Edytor obsługuje składnie Markdown, w której pojedynczy akcent *kursywa* oraz _kursywa_ to pochylenie. Z kolei podwójny akcent **pogrubienie** oraz __pogrubienie__ to pogrubienie. Dodanie znaczników ~~strike~~ to przekreślenie.

Możesz dodać formatowanie komendami , , oraz .

Ponieważ dekoracja podkreślenia jest przeznaczona na linki, markdown nie zawiera specjalnej składni dla podkreślenia. Dlatego by dodać podkreślenie, użyj <u>underline</u>.

Komendy formatujące reagują na skróty klawiszowe: Ctrl+B, Ctrl+I, Ctrl+U oraz Ctrl+S.

Linki

By dodać link w edytorze użyj komendy lub użyj składni [title](link). URL umieszczony w linku lub nawet URL umieszczony bezpośrednio w tekście będzie aktywny i klikalny.

Jeżeli chcesz, możesz samodzielnie dodać link: <a href="link">title</a>.

Wewnętrzne odnośniki

Możesz umieścić odnośnik do wewnętrznej podstrony, używając następującej składni: [[Delphi/Kompendium]] lub [[Delphi/Kompendium|kliknij, aby przejść do kompendium]]. Odnośniki mogą prowadzić do Forum 4programmers.net lub np. do Kompendium.

Wspomnienia użytkowników

By wspomnieć użytkownika forum, wpisz w formularzu znak @. Zobaczysz okienko samouzupełniające nazwy użytkowników. Samouzupełnienie dobierze odpowiedni format wspomnienia, zależnie od tego czy w nazwie użytkownika znajduje się spacja.

Znaczniki HTML

Dozwolone jest używanie niektórych znaczników HTML: <a>, <b>, <i>, <kbd>, <del>, <strong>, <dfn>, <pre>, <blockquote>, <hr/>, <sub>, <sup> oraz <img/>.

Skróty klawiszowe

Dodaj kombinację klawiszy komendą notacji klawiszy lub skrótem klawiszowym Alt+K.

Reprezentuj kombinacje klawiszowe używając taga <kbd>. Oddziel od siebie klawisze znakiem plus, np <kbd>Alt+Tab</kbd>.

Indeks górny oraz dolny

Przykład: wpisując H<sub>2</sub>O i m<sup>2</sup> otrzymasz: H2O i m2.

Składnia Tex

By precyzyjnie wyrazić działanie matematyczne, użyj składni Tex.

<tex>arcctg(x) = argtan(\frac{1}{x}) = arcsin(\frac{1}{\sqrt{1+x^2}})</tex>

Kod źródłowy

Krótkie fragmenty kodu

Wszelkie jednolinijkowe instrukcje języka programowania powinny być zawarte pomiędzy obróconymi apostrofami: `kod instrukcji` lub ``console.log(`string`);``.

Kod wielolinijkowy

Dodaj fragment kodu komendą . Fragmenty kodu zajmujące całą lub więcej linijek powinny być umieszczone w wielolinijkowym fragmencie kodu. Znaczniki ``` lub ~~~ umożliwiają kolorowanie różnych języków programowania. Możemy nadać nazwę języka programowania używając auto-uzupełnienia, kod został pokolorowany używając konkretnych ustawień kolorowania składni:

```javascript
document.write('Hello World');
```

Możesz zaznaczyć również już wklejony kod w edytorze, i użyć komendy  by zamienić go w kod. Użyj kombinacji Ctrl+`, by dodać fragment kodu bez oznaczników języka.

Tabelki

Dodaj przykładową tabelkę używając komendy . Przykładowa tabelka składa się z dwóch kolumn, nagłówka i jednego wiersza.

Wygeneruj tabelkę na podstawie szablonu. Oddziel komórki separatorem ; lub |, a następnie zaznacz szablonu.

nazwisko;dziedzina;odkrycie
Pitagoras;mathematics;Pythagorean Theorem
Albert Einstein;physics;General Relativity
Marie Curie, Pierre Curie;chemistry;Radium, Polonium

Użyj komendy by zamienić zaznaczony szablon na tabelkę Markdown.

Lista uporządkowana i nieuporządkowana

Możliwe jest tworzenie listy numerowanych oraz wypunktowanych. Wystarczy, że pierwszym znakiem linii będzie * lub - dla listy nieuporządkowanej oraz 1. dla listy uporządkowanej.

Użyj komendy by dodać listę uporządkowaną.

1. Lista numerowana
2. Lista numerowana

Użyj komendy by dodać listę nieuporządkowaną.

* Lista wypunktowana
* Lista wypunktowana
** Lista wypunktowana (drugi poziom)

Składnia Markdown

Edytor obsługuje składnię Markdown, która składa się ze znaków specjalnych. Dostępne komendy, jak formatowanie , dodanie tabelki lub fragmentu kodu są w pewnym sensie świadome otaczającej jej składni, i postarają się unikać uszkodzenia jej.

Dla przykładu, używając tylko dostępnych komend, nie możemy dodać formatowania pogrubienia do kodu wielolinijkowego, albo dodać listy do tabelki - mogłoby to doprowadzić do uszkodzenia składni.

W pewnych odosobnionych przypadkach brak nowej linii przed elementami markdown również mógłby uszkodzić składnie, dlatego edytor dodaje brakujące nowe linie. Dla przykładu, dodanie formatowania pochylenia zaraz po tabelce, mogłoby zostać błędne zinterpretowane, więc edytor doda oddzielającą nową linię pomiędzy tabelką, a pochyleniem.

Skróty klawiszowe

Skróty formatujące, kiedy w edytorze znajduje się pojedynczy kursor, wstawiają sformatowany tekst przykładowy. Jeśli w edytorze znajduje się zaznaczenie (słowo, linijka, paragraf), wtedy zaznaczenie zostaje sformatowane.

  • Ctrl+B - dodaj pogrubienie lub pogrub zaznaczenie
  • Ctrl+I - dodaj pochylenie lub pochyl zaznaczenie
  • Ctrl+U - dodaj podkreślenie lub podkreśl zaznaczenie
  • Ctrl+S - dodaj przekreślenie lub przekreśl zaznaczenie

Notacja Klawiszy

  • Alt+K - dodaj notację klawiszy

Fragment kodu bez oznacznika

  • Alt+C - dodaj pusty fragment kodu

Skróty operujące na kodzie i linijkach:

  • Alt+L - zaznaczenie całej linii
  • Alt+, Alt+ - przeniesienie linijki w której znajduje się kursor w górę/dół.
  • Tab/⌘+] - dodaj wcięcie (wcięcie w prawo)
  • Shit+Tab/⌘+[ - usunięcie wcięcia (wycięcie w lewo)

Dodawanie postów:

  • Ctrl+Enter - dodaj post
  • ⌘+Enter - dodaj post (MacOS)