插值法比较 返回 EN · ZH
Interpolation

插值法・样条插值比较

在同一图表中比较拉格朗日、牛顿、三次样条、PCHIP、线性插值。直观体验龙格现象。

数据点・设置
预设
数据点(最多10点)
x y
插值方法选择
查询 x 值

拉格朗日基函数

$$L(x)=\sum_{i=0}^n y_i \prod_{j\neq i}\frac{x-x_j}{x_i-x_j}$$
线性插值结果
拉格朗日插值结果
样条插值结果
条件数(概算)
插值结果(查询 x = 0.5

三次样条(自然边界)

每个区间 $[x_i, x_{i+1}]$ 使用三次多项式 $S_i(x)$,连续条件:

$$S_i(x_{i+1})=S_{i+1}(x_{i+1}),\quad S_i'(x_{i+1})=S_{i+1}'(x_{i+1}),\quad S_i''(x_{i+1})=S_{i+1}''(x_{i+1})$$

自然边界:$S''(x_0)=S''(x_n)=0$

龙格现象:等间距节点高次多项式插值($n\geq7$左右)在区间端点附近产生大幅振荡。

CAE应用: 材料试验数据(应力-应变)的样条插值 / LS-DYNA的*DEFINE_CURVE / FEM后处理中节点间物理量插值 / NURBS是B样条的有理扩展(形状插值)。对单调数据推荐使用PCHIP。