Критерії узгодженості апроксимуючої функції з даними експерименту
Припустимо, що початковими даними апроксимованої функції є використання результатів вимірювань (опиту) її значень
(2.5)
на сітці
(2.6)
і апроксимуюча функція визначається формулою (2.1).
при фіксованому значенні і визначеному виборі базисних функцій
Задача. Як найкраще виконати “узгодження” вектора
з вектором результатів вимірювань шляхом вибору потрібних коефіцієнтів.
Дана постановка задачі отримає конкретний точний зміст після прийняття деякого критерію оптимальної узгодженості векторів та .
На практиці частіше використовують такі два критерії (методи наближення функцій):
· метод коллокації – (інтерполяційне наближення – від лат. interpolatio – “змінювання”; в математиці – визначення проміжних значень величини за деякими відомими її значеннями);
· метод найменших квадратів (МНК).
Метод коллокації – найпростіший метод узгодження функцій та – є проходження графіка функції через експериментальних точок або інакше – рівність векторів та рівносильна системі рівнянь
(2.7)
У матричній формі
,
(2.7а)
де
,
(2.7б)
Виконання умов (2.7) називають колокацією, а узагальнений багаточлен , який задовольняє ці умови, є інтерполяційним багаточленом, тобто багаточленом, що інтерполює функцію на сітці .
Приклад. Дано на сітці . Розглянемо найпростіші базисні функції .
Знайти інтерполяційний багаточлен виду (тобто ).
Розв’язок: система (2.7) має вигляд
,
(2.8)
Тоді багаточлен має вигляд
,
(2.9)
Отриманий багаточлен описує функцію, що вивчається (процес, систему), на проміжку значень сітки: .