拉格朗日插值法【python,算法】

拉格朗日插值是一种在数值分析中用来构建通过一系列已知数据点的多项式插值的方法。这种方法以 18 世纪的法国数学家约瑟夫·拉格朗日命名。当给定一组离散的数据点(𝑥_0,𝑦_0),(𝑥_1,𝑦_1),...,(𝑥_𝑛,𝑦_𝑛),其中每个𝑥_𝑖是唯一的,拉格朗日插值法能够找到一个最高次幂为𝑛的多项式𝑃(𝑥),使得对于所有𝑖=0,1,...,𝑛,都有𝑃(𝑥_𝑖)=𝑦_𝑖

拉格朗日插值公式为:

L x = ∑ i = 0 n y i P i L_x=\sum\limits_{i=0}^{n}y_i P_i Lx=i=0∑nyiPi

其中 P i P_i Pi称为基多项式,其表达式如下:

P i = ∏ j = 0 , j ! = i n x − x j x i − x j P_i=\prod\limits_{j=0,j!=i}^{n}\frac{x-x_j}{x_i-x_j} Pi=j=0,j!=i∏nxi−xjx−xj

下面是 Python 实现的拉格朗日插值算法:

python 复制代码
def lagrange_interpolation(x_points, y_points, target_x):
    if len(x_points) != len(y_points) or len(x_points) < 2:
        raise ValueError("Input data must contain at least two points.")
    n = len(x_points)
    target_y = 0
    for i in range(n):
        p_i = 1
        for j in range(n):
            if i != j:
                p_i *= (target_x - x_points[j]) / (x_points[i] - x_points[j])
        target_y += p_i * y_points[i]
    return target_y


# 测试
x_points = [1, 2, 3, 4]
y_points = [2, 4, 6, 8]
print(lagrange_interpolation(x_points, y_points, 5))
相关推荐
酷飞飞21 小时前
Python网络与多任务编程:TCP/UDP实战指南
网络·python·tcp/ip
风中的微尘1 天前
39.网络流入门
开发语言·网络·c++·算法
数字化顾问1 天前
Python:OpenCV 教程——从传统视觉到深度学习:YOLOv8 与 OpenCV DNN 模块协同实现工业缺陷检测
python
西红柿维生素1 天前
JVM相关总结
java·jvm·算法
学生信的大叔1 天前
【Python自动化】Ubuntu24.04配置Selenium并测试
python·selenium·自动化
诗句藏于尽头1 天前
Django模型与数据库表映射的两种方式
数据库·python·django
智数研析社1 天前
9120 部 TMDb 高分电影数据集 | 7 列全维度指标 (评分 / 热度 / 剧情)+API 权威源 | 电影趋势分析 / 推荐系统 / NLP 建模用
大数据·人工智能·python·深度学习·数据分析·数据集·数据清洗
扯淡的闲人1 天前
多语言编码Agent解决方案(5)-IntelliJ插件实现
开发语言·python
moxiaoran57531 天前
Flask学习笔记(一)
后端·python·flask
ChillJavaGuy1 天前
常见限流算法详解与对比
java·算法·限流算法