Загрузить PDF
Загрузить PDF
Линейная интерполяция (или просто интерполяция)[1]
— процесс нахождения промежуточных значений величины по ее известным значениям. Многие люди могут провести интерполяцию, полагаясь исключительно на интуицию, но в этой статье описан формализованный математический подход к проведению интерполяции.
Шаги
-
1
Определите величину, для которой вы хотите найти соответствующее значение. Интерполяция может быть проведена для вычисления логарифмов или тригонометрических функций или для вычисления соответствующего объема или давления газа при данной температуре.[2]
Научные калькуляторы в значительной степени заменили логарифмические и тригонометрические таблицы; поэтому в качестве примера проведения интерполяции мы вычислим давление газа при температуре, значение которой не указано в справочных таблицах (или на графиках).- В уравнении, которое мы выведем, «x» будет обозначать известную величину, а «у» — неизвестную величину (интерполированное значение). При построении графика эти значения откладываются соответственно их обозначениям — величина «x» — по оси X, величина «у» — по оси Y.
- В нашем примере под «x» будет подразумеваться температура газа, равная 37 °С.
-
2
В таблице или на графике найдите ближайшие значения, расположенные ниже и выше значения «x». В нашей справочной таблице не приведено давление газа при 37 °С, но приведены значения давления при 30 °С и при 40 °С. Давление газа при температуре 30 °С = 3 кПа, а давление газа при 40 °С = 5 кПа.
- Так как мы обозначили температуру в 37 °С как «x», то теперь обозначим температуру в 30 °С как x1, а температуру в 40 °С как x2.
- Так как мы обозначили неизвестное (интерполированное) давление газа как «у», то теперь обозначим давление в 3 кПа (при 30 °С) как у1, а давление в 5 кПа (при 40 °С) как у2.
- Так как мы обозначили температуру в 37 °С как «x», то теперь обозначим температуру в 30 °С как x1, а температуру в 40 °С как x2.
-
3
Найдем интерполированное значение. Уравнение для нахождения интерполированного значения можно записать в виде y = y1 + ((x – x1)/(x2 – x1) * (y2 – y1))[3]
- Подставим значения x, x1, x2 и получим: (37 – 30)/(40 – 30) = 7/10 = 0,7.
- Подставим значения у1, у2 и получим: (5 – 3) = 2.
- Умножив 0,7 на 2, получим 1,4. Сложим 1,4 и у1: 1,4 + 3 = 4,4 кПа. Проверим ответ: найденное значение 4,4 кПа лежит между 3 кПа (при 30 °С) и 5 кПа (при 40 °С), а так как 37 °С ближе к 40 °С, чем к 30 °С, то и окончательный результат (4,4 кПа) должен быть ближе к 5 кПа, чем к 3 кПа.
Реклама
- Подставим значения x, x1, x2 и получим: (37 – 30)/(40 – 30) = 7/10 = 0,7.
Советы
- Если вы умеете работать с графиками, вы можете сделать грубую интерполяцию, отложив известное значение по оси X и найдя соответствующее значение на оси Y.[4]
В приведенном выше примере можно построить график, на котором по оси X откладывается температура (в десятках градусов), а по оси Y — давление (в единицах кПа). На этом графике вы можете нанести точку 37 градусов, а затем найти точку на оси Y, соответствующую этой точке (она будет лежать между точками 4 и 5 кПа). Приведенное выше уравнение просто формализует процесс мышления и обеспечивает получение точного значения. - В отличие от интерполяции, экстраполяция позволяет вычислить приблизительные значения величины вне диапазона значений, приведенных в таблицах или отображенных на графиках.[5]
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 98 219 раз.
Была ли эта статья полезной?
Как найти число методом интерполяции???
Ученик
(240),
закрыт
8 лет назад
Дополнен 12 лет назад
допустим дано
7 – 2400
8,87 – ?
10 – 2600
как найти ???
Дополнен 12 лет назад
Желательно какая нибудь формула, по которой можно будет найти подобные выражения
Дополнен 12 лет назад
Ответ я знаю, мне нужна формула как вы его получили. Благодарю за ранее
Велон
Просветленный
(36271)
12 лет назад
число 2524,67 – ответ
как делается – на разницу 10-7 = 3 приходится 2600-2400 = 200
на одну единицу – 200/3 = 66,67
8.87 – 7 =1,87 Х 66,67 = 124,67
2400 +124,67 = 2524,67
Jurijus Zaksas
Искусственный Интеллект
(393249)
12 лет назад
Зависит от того, что за интерполяция.
В общем случае на основе неких известных точек строится некая стандартная непрерывная функция и из этой функции вычисляется нужная промежуточная точка.
Если известны только 2 точки, используется линейная интерполяция.
Уравнение прямой y=kx+b
Коеэфф. k=dy/dx
b вычисляется подстановкой в уравнение k и любой из известных точек.
Когда коэфф. посчитаны и уравнение известно, остается только подставить в него известную координату искомой точки.
Интерполяция онлайн (линейная между двумя значениями)
Введите значение функции f(x1) в точке x1:
В результате расчета значение функции f(x) в точке x равно :
f(x)=0.00
Введите значение функции f(x2) в точке x2:
х должен лежат в интервале от x1 до x2, то есть x1< x<x2 или x1> x>x2
Метод интерполяции — это метод позволяющий находить промежуточные значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений
В данном онлайн калькуляторе линейная интерполяция выполняется для функции f(x), если значение х находится в интервале между х1 и х2, и известны значения функции f(х1) и f(х2)
Поэтому формула интерполяции имеет следующий вид:
f(x)= (f(x2)-f(x1))/(x2-x1)*(x-x1)+f(x1)
Интерполяция, интерполирование — в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений.
Многим из тех, кто сталкивается с научными и инженерными расчётами, часто приходится оперировать наборами значений, полученных опытным путём или методом случайной выборки. Как правило, на основании этих наборов требуется построить функцию, на которую могли бы с высокой точностью попадать другие получаемые значения. Такая задача называется аппроксимацией. Интерполяцией называют такую разновидность аппроксимации, при которой кривая построенной функции проходит точно через имеющиеся точки данных.
Проще говоря: способ приближенного вычисления значения величины, находящегося между двумя известными значениями.
Примечание! Для удобства можно воспользоваться другими удобными формами для рассчета:
– Линейная интерполяция по графику
– Двойная интерполяция
Сервис интерполяции и экстраполяции онлайн (линейная интерполяция/экстраполяция) поможет вам вычислить значение линейной функции, имея в распоряжении f(x) в двух различных точках, а также рассчитает уравнение прямой.
Данный сервис автоматически определит нужный способ расчета – вам лишь надо ввести значения в двух произвольных точках, и указать необходимую точку, в которой нужно рассчитать значение.
Если установить “галку” внутри кнопки “Рассчитать”, калькулятор будет рассчитывать значение автоматически при любом изменении входных данных. Пример расчета интерполяции
Интерполяция – (от латинского interpolatio изменение, переделка), в математике и статике это способ вычислить промежуточное значение функции по нескольким уже известным ее значениям.
Например.: Имеется функция f(x), известны результаты значения
f(x) в точке x0 и точке x2,
интерполяця помогает найти значение f(x1) при условии что x1 принадлежит
интервалу от x0 до x2. Если x1 лежит
вне интервала (x0, x2), интерполяция не поможет, для этого нужно использовать “экстраполяцию”.
Этот метод часто называют “линейная интерполяция“, он дает 100% верный результат для уравнения прямой.
Для вычесления резултата функций с двумя переменными существует “Билинейная интерполяция (Двойная интерполяция)”.
Также для рассчета интерполяции можно воспользоваться сервисом Интерполяция – полином Ньютона и Интерполяция – полином Лагранжа
Экстраполяция – в математике и статике это способ вычислить значение функции по нескольким уже известным ее значениям. Например.: Имеется функция f(x),
известны результаты значения f(x) в точке x1 и точке x2, экстраполяция помогает найти
значение f(x0) либо f(x3) при условии что x0 либо x3 меньше либо
больше интервала x1 до x2. Если xn лежит в
интервале (x1, x2), экстраполяция не поможет, для того вам нужно
использовать “интерполяцию” – для функций с одной переменной, и “двойная интерполяция” – для функций с двумя переменными.
Этот метод часто называют “линейная экстраполяция“, он дает 100% верный результат для уравнения прямой.
Как для интерполяции так и для экстраполяции в основе их
рассчета лежит пропорция (y1 – y0)/(y2 – y0) = (x1 – x0)/(x2 – x0), прирощение значения в первой точке к прирощению значения во второй точке относится также как прирощение переменной в первой точке к прирощению
переменной во второй точке (все относительно нулевой точки отсчета), из этой пропорции легко получить формулу рассчета любого значения