• Matéria: Matemática
  • Autor: leandrofernand1
  • Perguntado 9 anos atrás

Calculo Numérico: Para resolver os exercícios a seguir, utilize o arredondamento de duas casas decimais para cada cálculo. Dada a Tabela 3.10, Determine o valor aproximado de f(11) por meio de interpolação polinomial.

Tabela 3.10 - Pares Ordenados f(x)
--x-----6-----8-----12
f(x)----2-----10----12

Anexos:

Respostas

respondido por: Lukyo
67
Temos três pontos, portanto o grau do polinômio interpolador será n=2.

\begin{array}{ccc} x_{0}=6&\Rightarrow&f(x_{0})=2\\\\ x_{1}=8&\Rightarrow&f(x_{1})=10\\\\ x_{2}=12&\Rightarrow&f(x_{2})=12 \end{array}


Vamos encontrar o polinômio interpolador pela forma de Lagrange:

p_{2}(x)=f(x_{0})\,L_{0}(x)+f(x_{1})\,L_{1}(x)+f(x_{2})\,L_{2}(x)~~~~~~\mathbf{(i)}


onde cada polinômio L_{k}(x) é dado por

L_{k}(x)=\displaystyle\prod_{i=0,\;i\ne k}^{n}{\dfrac{(x-x_{i})}{(x_{k}-x_{i})}}


com k=0,\;1,\;2.

___________________________

Encontrando os polinômios de Lagrange em cada ponto:

\bullet~~k=0:

L_{0}(x)=\dfrac{(x-x_{1})(x-x_{2})}{(x_{0}-x_{1})(x_{0}-x_{2})}\\\\\\ L_{0}(x)=\dfrac{(x-8)(x-12)}{(6-8)(6-12)}\\\\\\ L_{0}(x)=\dfrac{(x-8)(x-12)}{(-2)\cdot (-6)}\\\\\\ \boxed{\begin{array}{c} L_{0}(x)=\dfrac{(x-8)(x-12)}{12} \end{array}}


\bullet~~k=1:

L_{1}(x)=\dfrac{(x-x_{0})(x-x_{2})}{(x_{1}-x_{0})(x_{1}-x_{2})}\\\\\\ L_{1}(x)=\dfrac{(x-6)(x-12)}{(8-6)(8-12)}\\\\\\ L_{1}(x)=\dfrac{(x-6)(x-12)}{(2)\cdot (-4)}\\\\\\ \boxed{\begin{array}{c} L_{1}(x)=\dfrac{(x-6)(x-12)}{-8} \end{array}}


\bullet~~k=2:

L_{2}(x)=\dfrac{(x-x_{0})(x-x_{1})}{(x_{2}-x_{0})(x_{2}-x_{1})}\\\\\\ L_{2}(x)=\dfrac{(x-6)(x-8)}{(12-6)(12-8)}\\\\\\ L_{2}(x)=\dfrac{(x-6)(x-8)}{(6)\cdot (4)}\\\\\\ \boxed{\begin{array}{c} L_{2}(x)=\dfrac{(x-6)(x-8)}{24} \end{array}}

___________________________

O polinômio interpolador na forma de Lagrange é

p_{2}(x)=f(x_{0})\,L_{0}(x)+f(x_{1})\,L_{1}(x)+f(x_{2})\,L_{2}(x)\\\\\\ p_{2}(x)=f(6)\,L_{0}(x)+f(8)\,L_{1}(x)+f(12)\,L_{2}(x)\\\\\\ \boxed{\begin{array}{c} p_{2}(x)=2\cdot\dfrac{(x-8)(x-12)}{12}+10\cdot \dfrac{(x-6)(x-12)}{-8}+12\cdot \dfrac{(x-6)(x-8)}{24} \end{array}}


Portanto.

f(11)\approx p_{2}(11)\\\\\\ f(11)\approx 2\cdot\dfrac{(11-8)(11-12)}{12}+10\cdot \dfrac{(11-6)(11-12)}{-8}+12\cdot \dfrac{(11-6)(11-8)}{24}\\\\\\ f(11)\approx 2\cdot\dfrac{(3)\cdot (-1)}{12}+10\cdot \dfrac{(5)\cdot (-1)}{-8}+12\cdot \dfrac{(5)\cdot (3)}{24}\\\\\\ f(11)\approx 2\cdot\dfrac{-3}{12}+10\cdot \dfrac{-5}{-8}+12\cdot \dfrac{15}{24}\\\\\\ f(11)\approx -\,\dfrac{1}{2}+\dfrac{25}{4}+\dfrac{15}{2}\\\\\\ f(11)\approx -\,\dfrac{2}{4}+\dfrac{25}{4}+\dfrac{30}{4}

f(11)\approx \dfrac{-2+25+30}{4}\\\\\\ f(11)\approx \dfrac{53}{4}\\\\\\ \boxed{\begin{array}{c}f(11)\approx 13,25 \end{array}}


joaozinho1510: O enunciado esta Errado é pra Fazer f(5) entao resultado 12,5 vlw lukyo você e feraaaa
Lukyo: Por nada! :-)
kellesantiago: 12,55 correto!
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