《自然哲学的数学原理》是牛顿耗时3年写成...
《自然哲学的数学原理》是牛顿耗时3年写成的数学巨著,我们印象深刻的是其中的力学定理和微积分。但是牛顿之所以作为微积分的创始人之一,很大程度取决于下面的“牛顿插值公式”。
在《原理》第三篇的引理五(如图二)“求通过任意个点的抛物线类曲线”中,Newton以几何的形式给出、并简单证明了“牛顿插值公式”(Newton interpolation formula)。
同时期的格雷戈里(gregory)、莱布尼茨( Leibniz)也享有该公式独立的发明权。使用现代符号来表示如下图三。
我们称之为“插值公式”是因为根据已知的n个点得到的这个公式,可以用来近似的估计原函数在其他点的函数值。就好比在这n个点之间插入了一个比较贴近原函数的值,这个功能与“拟合”类似,但不同的是,“插值公式”中已知的n个点一定满足公式。
如果将牛顿插值公式进行推广,我们得到的是泰勒级数。由于可以轻松将无理函数转化为级数展开形式,泰勒级数在分析学形成早期的函数求导、求积中扮演了最重要的角色。
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