Oh, wow, dado que nadie ha hecho este método todavía, creo que lo demostraré.
Todos los polinomios siguen el concepto de diferencias finitas. Básicamente, si toma la diferencia entre valores igualmente distanciados suficientes veces, obtendrá una constante entre todas las diferencias. Lo mostraré con los valores de [math] f (x) = x ^ 2 [/ math].
XList: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
Lista Y: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49]
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Proceso:
0 1 4 9 16 25 36 49
1 3 5 7 9 11 13
2 2 2 2 2 2
Todos los 2, genial.
Si lo hiciste con [matemáticas] f (x) = x ^ 3 [/ matemáticas], obtendrías una diferencia finita de 6.
con [matemáticas] f (x) = x ^ 4 [/ matemáticas], obtendrás 24.
¿Ves algo entre los valores? es [math] a * n! [/ math] donde n es el grado de [math] f (x) [/ math] y [math] a [/ math] es el coeficiente. Para distinguir entre los dos, puede contar la cantidad de veces que tuvo que tomar la diferencia , lo que le dará un recuento exacto del grado . ¿Notan cómo dije grado ? Eso implica que puedes tener múltiples términos en el polinomio. Sin embargo, en la ” primera aproximación ” solo se ven los resultados de grado.
Tienes que “re-aproximar ” varias veces antes de obtener una representación polinómica real. Ahora demostraré los valores anteriores …
X: 5 6 7 8
Y: 20 30 42 56
10 12 14 <- primeras diferencias
2 2 <- segundas diferencias
Entonces … ya sabes [matemáticas] a * n! [/ math] es 2 y [math] n = 2 [/ math] porque tenías que tomar la diferencia 1 .. 2 veces. Entonces es un polinomio de segundo grado con [matemáticas] 2/2 [/ matemáticas] como su coeficiente. Entonces, el primer término es [matemáticas] f (x) = x ^ 2 [/ matemáticas]. Veamos si modelamos esto …
[matemáticas] f (x) = 25! = 20 [/ matemáticas]
[matemáticas] f (x) = 36! = 30 [/ matemáticas]
[matemáticas] f (x) = 49! = 42 [/ matemáticas]
[matemáticas] f (x) = 64! = 56 [/ matemáticas]
Oh, entonces no lo modela por completo . Eso es porque podría haber más términos que solo el primer término (woah, qué sorpresa). Veamos qué nos perdimos, luego repita el proceso sobre las diferencias para compensar de manera efectiva lo que esta estimación pierde.
[matemáticas] x = 5, \ triángulo f (x) = 20-25 = -5 [/ matemáticas]
[matemáticas] x = 6, \ triángulo f (x) = 30 – 36 = -6 [/ matemáticas]
[matemáticas] x = 7, \ triángulo f (x) = 42-49 = -7 [/ matemáticas]
[matemáticas] x = 8, \ triángulo f (x) = 56-64 = -8 [/ matemáticas]
Puede completar el proceso de diferencia nuevamente y obtener -1 en la primera diferencia, lo que significa un polinomio lineal con coeficiente -1 , o podría ser un PRO absoluto y simplemente ver que el término que tenemos que agregar es [matemática] -x [/ matemáticas].
En conclusión, [matemáticas] f (x) = x ^ 2 + (-x) [/ matemáticas]
O … [matemáticas] f (x) = x ^ 2-x [/ matemáticas].
Al conectar 4, obtenemos 16-4 = 12.
Entonces. [matemáticas] f (4) = 12 [/ matemáticas].
NOTA, POR FAVOR VEA: Como lo han dicho muchas otras personas en este hilo, hay infinitas funciones que pasan por cualquier conjunto de puntos. Este método devuelve el polinomio con el menor grado / complejidad . Podrías hacer algunas cosas funky con las diferencias finitas para modelar una ecuación más complicada si lo deseas, y eso devolvería respuestas diferentes.
Puedes hacer muchas cosas geniales con este método, te recomiendo echarle un vistazo. Para cualquier tipo de cálculo, ¡intenta descubrir por qué la diferencia finita de [matemáticas] a * x ^ n [/ matemáticas] es [matemáticas] a * n! [/matemáticas]. Puedes reconocerlo.