8 THÍ DỤ CHO LƯỚI GIÁ TRỊ ( ĐÂY CŨNG CHÍNH LÀ CÁC GIÁ TRỊ CỦA HÀM SINX)

4.1.8 Thí dụ

Cho lưới giá trị ( Đây cũng chính là các giá trị của hàm sinx) :

Bảng 4-5

x 0,1 0,2 0,3 0,4

y 0,09983

0,19867

0,29552

0,38942

Hãy tính giá trị gần đúng tại y(0,14) và y(0,46)

Giải : Dựa vào lưới ta tìm hàm y dưới dạng một đa thức nội suy.

Ta thấy các nút ở đây cách đều với h = 0,1 nên ta áp dụng đa thức Niutơn.

Ta lập bảng sai phân :

Bảng 4-6

i x y

∆y

2

y

3

y

0 0.1

0.09983

0.09884

1 0.2

0.19867

-0.00199

0.09685

-0.00096

2 0.3

0.29552

-0.00295

0.09390

3 0.4

0.38942

i x y

∇y

2

y

3

y

a) Tính y(0,14) vì 0,14 ≤ 0,1 ≤ 0,2 nên ta dùng đa thức Niutơn tiến xuất phát từ

x

0

= 0,1 với h = 0,1 dựa vào các sai phân tiến đi xuống ở bảng 4-6 (gạch dưới

một gạch) :

x

t

t

09884

(

1

)

00199

(

)(

2

+

=

+

09983

,

p

x

t

00096

!

0

0

(

0

,

1

0

,

1

=

3

Ứng với x = 0,14 ta có 0,14 = 0,1 + 0,1t ⇒ t = 0,4. Thay vào vế phải ta tính được

y(0,14) ≈ p(0,1 + 0,1.0,4) = 0,13954336.

Sai số tính theo công thức (4-5). Trường hợp này ta biết y(x) = sinx và n = 3 nên:

|sin

n+1

(x)| = |sin

(4)

(x)| = |sinx| ≤ 1

π(x) = (x - 0,1)(x - 0,2)(x - 0,3)(x - 0,4)

π(0,14) = (0,14 - 0,1)(0,14 - 0,2)(0,14 - 0,3)(0,14 - 0,4)≤ 10

-4

10

Theo (4-5) ta có |sin(0,14) - 0,13954336| ≤

4

4

,

2

.

10

6

4

!

Ta thấy rằng số 0,13954336 có nhiều chữ số đáng nghi ta qui tròn đến 5 chữ số

lẻ thập phân :

y(0,14) = sin(0,14) = 0,13954 ± 10

-5

b)Tính y(0,46) = sin(0,46). Vì 0,46 > 0,4 ta dùng đa thức Niutơn lùi xuất phát từ

x

3

= 0,4. Dựa vào các sai phân lùi (gach dưới hai gạch) trong bảng 4-6:

00295

(

09390

(

t

t

+

x

P

x

t

(

0

,

4

0

,

1

+

+

38942

.

!

.

Với x = 0,46 ta có 0,46 = 0,4 + 0,1t ⇒ t = 0,6. Thay t = 0,6 vào vế phải ở trên ta

tính được : Sin(0,46) ) ≈ p(0,4 + 0,1.0,6) = 0,4439446

Sai số tính theo (4-5) như trên ta có |sin(0,46) - 0,4439446| ≤ 3,8.10

-5

Ta quy tròn đến 5 chữ số lẻ thập phân được sin(0,46) = 0,44394 ± 10

-5

Nhận xét : Sai số khi tính sin(0,46) gấp 5 lần khi tính sin(0,14). Bởi vì 0,46

∉[0,1;0,4] tức là ta phải “ngoại suy” còn 0,14∈[0,1;0,4] đúng là nội suy.