Polynominterpolation, Newtonscher Algorithmus, Funktionsgleichung bestimmen | Daniel Jung

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https://www.youtube.com/watch?v=0i86lpFM2Ko

Sintesi

TLDRDas Video erklärt, wie man aus vier gegebenen Punkten ein Polynom niedrigsten Grades finden kann, das durch alle Punkte verläuft. Es wird darauf eingegangen, dass man mit vier Punkten ein Polynom dritten Grades bestimmen kann, da die Anzahl der unbekannten Koeffizienten eins weniger ist als die Anzahl der Punkte. Der Sprecher beschreibt, wie man die Koeffizienten A0, A1, A2 und A3 berechnet, indem man sie schrittweise durch Einsetzen von Y-Werten in die Interpolationsformel bestimmt. Dabei ist es wichtig, darauf zu achten, bei welchen X-Werten man beginnt und dass in den Formeln jeweils ein Wert weniger benutzt wird, als der Index angibt. Die Endformel enthält für jedes X den Wert des vorhergehenden Indexes. Das Video bietet zudem einen Überblick, wie man die Funktion des Polynoms nach Eingabe der Koeffizienten und X-Werte zusammenfasst und multipliziert.

Punti di forza

  • 📌 Bei vier Punkten wird ein Polynom dritten Grades erstellt.
  • 📌 Die Anzahl der Koeffizienten ist eins weniger als die Anzahl der Punkte.
  • 📌 Koeffizienten werden durch schrittweises Einsetzen berechnet.
  • 📌 Beginne immer mit Y0 bei der Bestimmung.
  • 📌 Berücksichtige Vorzeichen beim Einsetzen.
  • 🔍 Multipliziere und fasse die finalen Ausdrücke zusammen.
  • ✏️ Ausmultiplizieren und Vereinfachen sind Kernschritte.

Linea temporale

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    Es wird erklärt, worum es bei der Interpolationsformel geht. Bei einer gegebenen Zeichnung oder Tabelle mit vier Punkten soll ein Polynom möglichst niedrigen Grades bestimmt werden, das durch diese Punkte verläuft. Wichtig ist, dass vier Punkte kein Polynom vierten Grades, sondern nur dritten Grades ergeben, da es vier unbekannte Koeffizienten gibt, die bestimmt werden können. Ein Polynom hat immer einen Grad weniger als die Anzahl der Punkte. Die Vorgehensweise zur Bestimmung des Polynoms wird erläutert: Zunächst werden die Koeffizienten A0, A1, A2, und A3 anhand der Y-Werte bestimmt und in die Formel eingesetzt, wobei X allgemeingültig bleibt. Am Ende ist es wichtig, alle Schritte wie Einsetzen, Ausmultiplizieren und Zusammenfassen korrekt durchzuführen, um die entsprechende Funktion zu erhalten.

Mappa mentale

Mind Map

Domande frequenti

  • Was ist eine Interpolationsformel?

    Eine Interpolationsformel wird verwendet, um ein Polynom zu finden, das durch gegebene Punkte verläuft.

  • Wie viele Koeffizienten hat ein Polynom dritten Grades?

    Ein Polynom dritten Grades hat vier Koeffizienten.

  • Wie findet man die Koeffizienten eines Polynoms?

    Die Koeffizienten werden schrittweise durch Einsetzen der gegebenen Punkte in die Interpolationsformel berechnet.

  • Warum hat ein Polynom mit vier Punkten nur den Grad drei?

    Weil die Anzahl der gefundenen Koeffizienten um eins geringer ist als die Anzahl der gegebenen Punkte.

  • Welche Punkte benötigt man zur Bestimmung eines Polynoms?

    Man benötigt Punkte, die sowohl X- als auch Y-Werte enthalten.

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Sottotitoli
de
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    ja bevor ich zur interpolationsformel
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    komme ganz kurz worum geht's es kann do
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    sein dass ihr eine Zeichnung habt mit
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    entsprechend vier Punkten diese vier
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    Punkte nicht in Form einer Tabelle
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    gegeben habt und ihr sollt ein Polynom
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    möglich niedrigen Grades herausfinden
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    dass
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    entsprechend so durch diese Punkte
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    verläuft dass alle dazwischen davor und
  • 00:00:23
    danach auch gut beschrieben
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    werden wie gesagt entweder eine Skizze
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    oder eine Zeichnung oder eine Tabelle wo
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    die Punkte gegeben sind jeweils
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    bestehend aus X und Y Wert ich kann
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    natürlich auch alles untereinander
  • 00:00:38
    schreiben entsprechend Funktionswert von
  • 00:00:41
    -1 dem x-Wert eingesetzt soll 2 als
  • 00:00:45
    ywert ergeben macht euch erstmal eine
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    dicke Notiz 1 2 3 4 Punkte ergeben kein
  • 00:00:52
    Polynom vierten Grades sondern nur
  • 00:00:54
    dritten Grades also einer weniger warum
  • 00:00:57
    wenn wir entsprechend aufschreiben AX H
  • 00:00:59
    3 + bx² + CX + D oder welche Wahl auch
  • 00:01:03
    immer ihr trefft oder nehmen müsst für
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    entsprechend die
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    koeffizientenwerte da kann entsprechend
  • 00:01:10
    auch was anderes stehen das sind
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    insgesamt 1 2 3 4 unbekannte und mit
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    vier
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    entsprechenden Punkten kann ich auch nur
  • 00:01:19
    vier Unbekannte Koeffizienten hinterher
  • 00:01:22
    bestimmen deshalb nur ein Polynom
  • 00:01:24
    dritten Grades bei vier Punkten also
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    vielleicht die Notiz pauschal Polynom
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    immer ein weniger vom Grad her als
  • 00:01:32
    Anzahl der gegebenen Punkte jetzt zu der
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    Formel in die ihr hinterher einsetzen
  • 00:01:37
    müsst wenn ihr entsprechend bestimmt
  • 00:01:39
    habt was A0 A1 A2 A3 etc ist ihr setzt
  • 00:01:44
    dann entsprechend ein den Wert für A0 A1
  • 00:01:46
    A2 A3 etc x bleibt in dieser Formel
  • 00:01:50
    allgemein nichts einsetzen und für x0 x1
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    x2 etc entsprechend die gegebenen
  • 00:01:56
    x-Werte wenn ihr dann
  • 00:01:58
    ausmultipliziert und Zusam fass kommt
  • 00:02:00
    ihr auf euer Polynom ich habe jetzt hier
  • 00:02:02
    mal im Beispiel damit ihr das Schema
  • 00:02:04
    erkennt bis Pünktchen Pünktchen a
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    gemacht soweit werdet ihr nicht rechnen
  • 00:02:08
    müssen ihr fangt hinterher an bei A0 +
  • 00:02:11
    A1 mal x- x0 plus ihr kennt hoffentlich
  • 00:02:16
    das Schema A0 A1 A2 A3 nichts x- x0 dann
  • 00:02:22
    übernommen und noch wieder x- X1 dann
  • 00:02:26
    bei A3 wieder übernommen und noch x- X2
  • 00:02:31
    dran das heißt hier hinten als letztte
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    steht immer von diesem Wert da von dem
  • 00:02:35
    Indexwert einer weniger als das was hier
  • 00:02:38
    steht also wenn ihr z.B bis A10 rechnen
  • 00:02:40
    müsstet immer
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    x- 0 1 2 3 bis zur 9 aber wie gesagt
  • 00:02:47
    soweit kann ich mir nicht vorstellen
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    dass ihr rechnen müsst wie kommt ihr
  • 00:02:50
    jetzt an die A0 A1 A2 Werte ihr fangt an
  • 00:02:54
    mit y0 ist
  • 00:02:57
    2 ist A0 fertig A0 habt ihr rausgefunden
  • 00:03:03
    dann Y1 ist 4 aus der Tabelle ich hoffe
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    ihr kennt schon Schema y0 Y1 falls ihr
  • 00:03:11
    euch fragt wie weit ihr hier gehen müsst
  • 00:03:13
    wie viele y Werte hier von 0 angefangen
  • 00:03:15
    ihr auch immer habt 0 1 2 3 dann würde
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    hier hinterher stehen 2 4 10 und 0 hier
  • 00:03:23
    wirdet schrittweise rausfinden erst den
  • 00:03:25
    auller Wert den jetzt in der Formel hier
  • 00:03:28
    übernehmen ist 2 wegen A0 + A1 werden
  • 00:03:33
    wir jetzt gleich rausfinden mal X1
  • 00:03:37
    0 - x0
  • 00:03:41
    --1 ganz wichtig achtet auf die
  • 00:03:44
    Vorzeichen durch entsprechendes
  • 00:03:46
    umstellen kommt ihr an A1 und jetzt
  • 00:03:48
    müsst ihr nur noch schrittweise weiter
  • 00:03:50
    einsetzen A0 bestimmt A1 bestimmt hier
  • 00:03:53
    werdet ihr dann A2 bestimmen und hier
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    werdet ihr A3 bestimmen diese müsst ihr
  • 00:03:58
    entsprechend dann nur noch einsetzen und
  • 00:04:00
    ausrechnen ganz kurz noch hier auf das
  • 00:04:03
    Schema vielleicht zu sprechen um hier
  • 00:04:05
    auf das Schema zu sprechen zu kommen y0
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    Y1 wie weit ihr kommen müsst entscheidet
  • 00:04:11
    sich hier das sollte klar sein ihr fangt
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    bei A0 an kriegt es direkt raus dann ich
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    hoffe ihr erkennt hier immer + A1 + A2
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    etc wie weit auch immer dann was
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    multipliziert ihr hier dran x1- x0 warum
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    hier X1 weil hier y
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    steht bei Y2 fangt ihr bei X2 an bei Y3
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    fangt ihr bei X3 an am Anfang immer - x0
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    entsprechend dann was dazu
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    kommt noch -
  • 00:04:44
    X1 dann bei Y3 bis am Ende auf - X2 da
  • 00:04:49
    kann dann in der Formel allgemein
  • 00:04:50
    entsprechend stehen ihr macht das Ganze
  • 00:04:54
    bis zum
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    aendenwert das wäre entsprechend wenn
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    wir auf wie gerade Y3 kommen geht's bis
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    auf
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    A3 hier vorne wird immer stehen xn immer
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    am Anfang - x0 - X1 etc etc bis und hier
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    wird immer einer vor dem Wert stehen der
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    hier steht also hier n das wäre gerade
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    gewesen 3 dann gehen wir bis auf n- 1 3-
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    1 2 wahrscheinlich habt ihr die Formel
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    aber auch neben liegen hier sollte es
  • 00:05:30
    jetzt um den Ablauf gehen also ihr habt
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    die Punkte achtet darauf welchen Grad
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    das Polynom hat dann entsprechend
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    erstmal A0 bis etc rausfinden diese dann
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    hier kombiniert mit x0 X1 einsetzen und
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    dann ist es ein bisschen wurstelarbeit
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    ausmultiplizieren zusammenfassen je
  • 00:05:50
    nachdem wie weit ihr gehen müsst und
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    habt dann eure Funktion euer
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    entsprechendes
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    Polynom
Tag
  • Interpolation
  • Polynom
  • Koeffizienten
  • Grad
  • Formel