如何计算三次样条实现中离散点集的一阶导数?

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我正在尝试实现三次样条插值。立方样条在数学上并不难理解,但我对在数学世界中的fourth equation中所示的术语“Di”有一个问题。

Di是指通过从离散点集中获取当前和下一个点(分别为y_i和y_i + 1)计算出的有限差分吗?

spline derivative
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Di只是点y_i处三次样条的一阶导数向量。它可以通过各种方式计算,包括有限差分。 Catmull-Rom样条曲线是一种常用样条曲线,它从y_(i-1)和y_(i + 1)推断出y_i的一阶导数。

该MathWorld文档的第一部分(直到公式9)简单地表明,如果你有n个点和n个一阶导数,那么通过所有n个点的三次样条将被完全定义。注意,该三次样条由(n-1)个三次多项式组成,并且通常仅C1连续。

方程式后的那份文件的第二部分。图9表明,通过使三次多项式之间的二阶导数在所有内点(即,等式13)相同,可以消除一阶导数的需要。然而,这样做将导致具有4n个未知数的(4n-2)方程。因此,我们需要再添加两个条件。在第一个和最后一个点(等式16,17)的零第二导数通常用于这两个条件,这也将导致所谓的自然三次样条。

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