INTERPOLACIÓN
Análisis
 

4. MÉTODO DE NEWTON
La idea de Newton consiste en expresar el polinomio interpolador de la forma

y=c0+c1·(x-x0)+c2·(x-x0)·(x-x1)

y, sustituyendo sucesivamente (x0, y0), (x1, y1) y (x2, y2), calcular c0, c1 y c2. Se comprenderá mejor realizando el ejemplo anterior mediante el método de Newton.

Observación: Puesto que la búsqueda del polinomio tiene como fin el cálculo de valores aproximados y éstos se pueden calcular a partir de la expresión y=c0+c1·(x-x0)+c2·(x-x0)·(x-x1), no es necesario, ni conveniente en la mayoría de los casos, desarrollar la expresión anterior hasta obtener el polinomio expresado en forma reducida.

En el ejemplo: (x0, y0)=(-1, 6), (x1, y1)=(2, 3) y (x2, y2)=(3, 10). Por lo tanto nuestro polinomio será de la forma:

y=c0+c1·(x+1)+c2·(x+1)·(x-2)

Sustituimos primero (-1, 6) en la expresión anterior: 6=c0+c1·(-1+1)+c2·(-1+1)·(-1-2) y obtenemos c0=6.

Ponemos en vez de c0 su valor y sustituimos (2, 3) quedando: 3=6+c1·(2+1)+c2·(2+1)·(2-2). Resolviendo esta sencilla ecuación de primer grado obtenemos c1=-1.

Sustituimos, por último, c0 y c1 por sus valores y (3, 10), resultando: 10=6-1·(3+1)+c2·(3+1)·(3-2). Esta ecuación nos da como solución c2=2.

Luego nuestro polinomio interpolador será:

y=6+(-1)·(x+1)+2·(x+1)·(x-2)=6-1·(x+1)+2·(x+1)·(x-2)

y para hallar el valor correspondiente a x=1,5 haríamos y(1,5)=6+(-1)·(1,5+1)+2·(1,5+1)·(1,5-2)=1


6.- Si hacemos operaciones en la expresión anterior y reducimos los términos lo más posible, ¿qué polinomio obtendremos? Escríbase la solución antes de realizar los cálculos.

7.- Ayudándose de una calculadora, obténgase, utilizando el Método de Newton, el polinomio de segundo grado que pasa por los puntos dados en la tabla:

xi 2,305000 3,474000 4,643000
yi 0,346520 0,624742 0,942710
y una vez hallado dicho polinomio, calcúlese la cuota íntegra correspondiente a una base imponible de 4,567890 millones de pesetas. ¿Es mayor o menor que la obtenida en el ejercicio 1?

La siguiente escena realiza todos los cálculos correspondiente a la interpolación cuadrática mediante el Método de Newton. Debemos suministrarle los valores de los polos y el valor de x para el cual queremos obtener un valor aproximado de la función. Utilícese para comprobar los dos ejercicios anteriores y para resolver los que vengan en el futuro.

8.- A partir del polinomio calculado en el ejercicio 7, calcúlese la cuota íntegra para cada una de las bases imponibles de la tabla de la renta y obsérvese que la mayor parte de los puntos de dicha tabla se encuentran situados sobre la parábola hallada en el ejercicio 7.

9.- ¿Cómo será la expresión del polinomio interpolador de Newton para un polinomio de primer grado? ¿Se puede hallar dicho polinomio con la escena anterior?


       
           
  Salvador Calvo-Fernández Pérez (2001)

Adaptado a DescartesJS: María José García Cebrian y José R. Galo Sánchez (2016)
 
ProyectoDescartes.org. Año 2016.
 
 

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