数值微分

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  数值微分(numerical differentiation),根据函数在一些离散点的函数值,推算它在某点的导数或高阶导数的近似值的方法。通常用差商代替微商,或者用一个能够近似代替该函数的较简单的可微函数(如多项式样条函数等)的相应导数作为能求导数的近似值。例如一些常用的数值微分公式(如两点公式、三点公式等)就是在等距步长情形下用插值多项式的导数作为近似值的。此外,还可以采用待定系数法建立各阶导数的数值微分公式,并且用外推技术来提高所求近似值的精确度。当函数可微性不太好时,利用样条插值进行数值微分要比多项式插值更适宜。如果离散点上的数据有不容忽视的随机误差,应该用曲线拟合代替函数插值,然后用拟合曲线的导数作为所求导数的近似值,这种做法可以起到减少随机误差的作用。数值微分公式还是微分方程数值解法的重要依据。