浅谈拉格朗日插值法
好像FFT要用到,所以就学习一手
文章目录
- 浅谈拉格朗日插值法
- 什么是插值
- 拉格朗日插值法
什么是插值
在离散数据的基础上补插连续的函数,使得这条连续函数经过所有离散数据点,这个过程就叫插值。
其意义在于:
插值是离散函数逼近的重要方法,利用它可通过函数在有限个点处的取值状况,估算出函数在其他点处的近似值。
理解一下:
就是把一个足球踢出去,假设球始终在一个平面上飞行,它的轨迹就可以抽象为
f
(
x
)
f(x)
f(x) (假设这个函数至于时间有关)
现在你有一些照片,所以你可以得到某几个时间点球的位置,想要还原出这个函数 f ( x ) f(x) f(x) 的轨迹。但是你的照片数量是有限的,而函数的点是连续的所以插值的结果 g ( x ) g(x) g(x) 可能有无穷多种
插值有许多方法,包括:三角函数插值;线性插值法;牛顿插值法;拉格朗日插值法 …… 但是蒟蒻只会拉格朗日插值法
拉格朗日插值法
这个方法很简单,相当于硬性拼凑。
举个例子,现在平面上有三个点分别是
(
x
1
,
y
1
)
,
(
x
2
,
y
2
)
,
(
x
3
,
y
3
)
(
x
1
<
x
2
<
x
3
)
(x_1 , y_1),(x_2 , y_2),(x_3 , y_3)(x_1 < x_2 < x_3)
(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)(x1<x2<x3),我们用这三个插值。
我们需要构造
n
n
n (这里是3)个函数。第
i
i
i 个函数满足:
{
0
,
x
=
x
j
(
j
!
=
i
)
1
,
x
=
x
i
o
t
h
e
r
s
,
I
d
o
n
′
t
c
a
r
e
\left\{\begin{matrix} 0 , x = x_j (j != i) \\ 1 , x = x_i \\ others , I \ don't \ care \end{matrix}\right.
⎩
⎨
⎧0,x=xj(j!=i)1,x=xiothers,I don′t care
这是第一个:
第二个:
第三个
然后我们发现
f
(
x
)
=
y
1
f
1
(
x
)
+
y
2
f
2
(
x
)
+
⋯
+
y
n
f
n
(
x
)
f(x) = y_1f_1(x) + y_2f_2(x) + \cdots + y_nf_n(x)
f(x)=y1f1(x)+y2f2(x)+⋯+ynfn(x)
对于我们构造出来的第一
1
1
1 条曲线显然满足性质:
f
1
=
(
x
−
x
2
)
(
x
−
x
3
)
(
x
1
−
x
2
)
(
x
1
−
x
3
)
f_1 = \dfrac{(x - x_2)(x - x_3)}{(x_1 - x_2)(x_1 - x_3)}
f1=(x1−x2)(x1−x3)(x−x2)(x−x3)
进一步推广:
f
i
(
x
)
=
∏
j
≠
i
n
x
−
x
j
x
i
−
x
j
f_i(x) = \prod_{j \neq i} ^ {n}\dfrac{x - x^j}{x_i - x_j}
fi(x)=j=i∏nxi−xjx−xj
然后就有了:
f
(
x
)
=
∑
i
=
1
n
y
i
∗
f
i
(
x
)
f(x) = \sum_{i = 1}^{n}y_i*f_i(x)
f(x)=i=1∑nyi∗fi(x)
##code
#include <bits/stdc++.h>
#define fu(x , y , z) for(int x = y ; x <= z ; x ++)
#define LL long long
using namespace std;
const LL mod = 998244353;
LL n , k;
struct RE {
LL x , y;
}re[2005];
LL read () {
LL val = 0 , fu = 1;
char ch = getchar ();
while (ch < '0' || ch > '9') {
if (ch == '-') fu = -1;
ch = getchar ();
}
while (ch >= '0' && ch <= '9') {
val = val * 10 + (ch - '0');
ch = getchar ();
}
return val * fu;
}
LL ksm (LL x , LL y) {
LL ans = 1;
while(y) {
if(y&1) ans = ans * x %mod;
x = x * x % mod;
y >>= 1;
}
return ans;
}
int main () {
LL ans = 0 , ans1;
n = read () , k = read ();
fu (i , 1 , n) {
re[i].x = read () , re[i].y = read ();
}
fu (i , 1 , n) {
ans1 = re[i].y;
fu (j , 1 , n)
if (i ^ j)
ans1 = 1ll * (ans1 * (k - re[j].x) % mod) * ksm (re[i].x - re[j].x , mod - 2) % mod;
ans = (ans + ans1+mod) % mod;
}
printf ("%lld" , ans);
return 0;
}