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牛顿插值法是数值分析中一种重要的多项式插值方法,它通过构造差商表来逐步构建插值多项式。该方法特别适用于等距或非等距节点的情况,具有计算过程清晰、递推性强的特点。
在MATLAB实现中,牛顿插值法的核心可分为三个步骤: 计算差商表:通过迭代计算各阶差商,这是构建插值多项式的基础。差商的计算通常采用嵌套循环结构,外层循环控制差商阶数,内层循环更新当前阶差商值。 构造插值多项式:利用差商表中对角线元素作为多项式系数,按照牛顿插值多项式的形式展开。MATLAB中可通过数组运算高效实现多项式的累加组合。 结果验证与输出:可选择绘制插值曲线与原始数据点的对比图,或输出多项式表达式及指定点的插值结果。
与拉格朗日插值相比,牛顿插值法的优势在于新增节点时只需计算新增的差商项,无需重新构建整个多项式,这在动态数据场景中显著提升计算效率。MATLAB的向量化特性可进一步优化差商表的计算过程,避免显式循环。