Wir betrachten die Definition des Lagrange-Interpolationspolynoms:
Sei eine Abbildung, seien paarweise verschiedene reelle Zahlen.
Dann heißt
das zu gehörige Lagrange-Interpolationspolynom.
Um ein erstes Verständnis zu gewinnen, reduzieren wir die Anzahl der reellen Argumente auf 2 und schreiben das Polynom einmal ohne Summen- und Produktzeichen auf.
Wir erhalten ein Polynom vom Grad und untersuchen die Funktionswerte von an bzw. .
Das Lagrange-Polynom nimmt also für bzw. jeweils den Funktionswert bzw. an.
Aus der Schule ist bekannt, dass durch zwei Punkte des mit verschiedenen - Werten genau eine Polynomfunktion vom Grad konstruiert werden kann, ebenso dass durch drei Punkte mit paarweise verschiedenen -Werten genau eine höchstens quadratische Polynomfunktion verläuft. Damals wurde mit 3 Gleichungen mit 3 Unbekannten gearbeitet und mehr oder minder mühsam die Koeffizienten berechnet. Demgegenüber bietet das Lagrange-Polynom den Vorteil, direkt durch Einsetzen aus und die Koeffizienten berechnen zu können.
Wie funktioniert Lagrange nun genau? Wir betrachten das Verfahren erneut, jetzt mit .
Setzen wir nun wieder -Werte in ein, so ergibt sich bei dem -ten Summanden genau der Funktionswert , bei allen anderen Summanden jedoch die Null, erzwungen durch den Faktor . Somit wird das Konstruktionsprinzip dieser Formel einsichtig und die Formel selbst verliert an Schrecken. |