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8.2 多項式近似の一般論

ここでやるのは、結局前回やった線形多段階法の場合と同様に、多項式補 間を作るということである。が、線形多段階法の場合とは違って、補間多項式 をもう一度積分するとかそういう必要はない。この時は、特別な計算法(ネヴィ ユのアルゴリズム)として知られる方法を使うことが出来る。

まず、一般的な場合についてネヴィユのアルゴリズムを示しておく。標本点 (ただし、 これらは降順または昇順にならんでいる 必要がある) での補間したい関数 f の値を とす る時、 を以下のように定義する

すると、一般に というのが、点 から までを使った k次補間多項式の x での値ということになる。特に、 は全部 の点をつかった、もっとも精度が高いことが期待される近似値になる。

特に、 x= 0 のところでの値を求めるなら、上の式で x=0 とすればいい から、

という形になる。

結局、表に示すように、左と左上の値から次のを計算できることになる。

このやりかたで作った補間値が、 n 次まで正しいということは前回と同様 に証明できる。

この方法を使えば、任意の標本点数をつかっていくらでも高次の補間多項式を つくり、いくらでも高精度の近似値をえることができるということになる。こ のような、パラメータ h のいくつかの値で近似値を求め、その補間多項式 から h=0 での値を推測する方法のことを一般にリチャードソンの補外とい う。

なお、数値積分の話として考えると、積分 S

というように奇数次もあるような展開をもつならば、補間多項式は n 次に しかならないが、台形公式のように偶数次しか持たない場合には の多 項式として近似値を作ることができる。この時は次数が 2n次になることに 注意して欲しい。



Jun Makino
Thu Aug 13 14:18:16 JST 1998