三次樣條插值工具SplineMaster是一款插值計(jì)算軟件,采用的是應(yīng)用最廣泛的三次樣條插值方法,通過(guò)插入的x和y值侄兒就可以獲得曲線結(jié)果。
使用方法
例如, x和y之間存在某一未知的函數(shù)關(guān)系,函數(shù)表達(dá)式不知道,只知道十組散點(diǎn)。即,當(dāng)x=0時(shí),y=0 ;x=10時(shí),y=30 ; x=30時(shí),y=65 ; x=40時(shí),y=80 ; x=60時(shí),y=100; x=100時(shí),y=120 ; x=140時(shí),y=130 ; x=160時(shí),y=140 ; x=180時(shí),y=160 ; x=200時(shí),y=200。
根據(jù)這已知的十組散點(diǎn),求當(dāng)x=20時(shí),y等于多少?X分別等于80、120、130、170、190時(shí),y分別等于多少?
求解上述問(wèn)題,使用本程序,在“原始x”一列中輸入已知十組散點(diǎn)的x值,在“原始y”一列中輸入已知十組散點(diǎn)的y值,在“插值x”一列中欲求取的散點(diǎn)的x值。輸入完成后,點(diǎn)擊“插值”按鈕,欲求取的y值即顯示在“插值y”一列中。
如果所用程序是SplineMaster_v2.0,點(diǎn)擊“插值”按鈕后,在程序界面右側(cè)將繪制出原始散點(diǎn)和插值散點(diǎn)的曲線,用于直觀比較插值散點(diǎn)偏離原始散點(diǎn)的程度,防止出現(xiàn)奇異解。曲線中,黑色曲線為原始散點(diǎn)曲線,紅色散點(diǎn)為插值得到的散點(diǎn)。
三次樣條函數(shù)的構(gòu)造
在工程上,構(gòu)造三次樣條插值函數(shù)通常有兩種方法:一是以給定插值結(jié)點(diǎn)處得二階導(dǎo)數(shù)值作為未知數(shù)來(lái)求解,而工程上稱(chēng)二階導(dǎo)數(shù)為彎矩,因此,這種方法成為三彎矩插值。二是以給定插值結(jié)點(diǎn)處得一階導(dǎo)數(shù)作為未知數(shù)來(lái)求解,而一階導(dǎo)數(shù)右稱(chēng)為斜率,因此,這種方法稱(chēng)為三斜率插值。
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