Математика

Кубическая интерполяция Эрмита

Интерполирует значение и наклон между двумя узлами с заданными значениями и производными на концах.

∑быстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Значение кубического полинома0,125
Производная по исходной координате0,75
Формула

Как считается результат

Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x.
Пример с тестовыми данными

Левая координата: 0; Правая координата: 1; Значение слева: 0; Значение справа: 1; Производная по x слева: 0; Производная по x справа: 3; Искомая координата: 0,5

Значение кубического полинома: 0,125; Производная по исходной координате: 0,75
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Интерполирует значение и наклон между двумя узлами с заданными значениями и производными на концах.

Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x.

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: левая координата; правая координата; значение слева; значение справа; производная по x слева; производная по x справа; искомая координата.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Один интервал a<b и x внутри него; производные должны быть известны в согласованных единицах. Это не многосегментный сплайн и не монотонная PCHIP-интерполяция. Ввод сам по себе не обеспечивает отсутствие перегиба или выброса между концами.

  3. 03
    Прочитайте результат

    На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

02

Когда модель применима

Один интервал a<b и x внутри него; производные должны быть известны в согласованных единицах. Это не многосегментный сплайн и не монотонная PCHIP-интерполяция. Ввод сам по себе не обеспечивает отсутствие перегиба или выброса между концами.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Левая координата: 0; Правая координата: 1; Значение слева: 0; Значение справа: 1; Производная по x слева: 0; Производная по x справа: 3; Искомая координата: 0,5
Вычисление
Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x. Значение кубического полинома: после вычисления по описанной формуле получаем 0,125. Производная по исходной координате: после вычисления по описанной формуле получаем 0,75.
Результат
Значение кубического полинома: 0,125; Производная по исходной координате: 0,75

На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

Пример 2
Исходные данные
Левая координата: 0; Правая координата: 1; Значение слева: 0; Значение справа: 1; Производная по x слева: 0; Производная по x справа: 3; Искомая координата: 1
Вычисление
Значение кубического полинома: после вычисления по описанной формуле получаем 1. Производная по исходной координате: после вычисления по описанной формуле получаем 3.
Результат
Значение кубического полинома: 1; Производная по исходной координате: 3

Этот вариант использует другие исходные данные: Искомая координата — 1. На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

Формула и обозначения

Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x.

left — левая координата.

right — правая координата.

start — значение слева.

end — значение справа.

slopea — производная по x слева.

slopeb — производная по x справа.

point — искомая координата.

Практическое применение

Интерполирует значение и наклон между двумя узлами с заданными значениями и производными на концах. Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x.

На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: левая координата; правая координата; значение слева; значение справа; производная по x слева; производная по x справа; искомая координата.

Один интервал a<b и x внутри него; производные должны быть известны в согласованных единицах. Это не многосегментный сплайн и не монотонная PCHIP-интерполяция. Ввод сам по себе не обеспечивает отсутствие перегиба или выброса между концами.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

NIST DLMF: интерполяция Эрмита ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «значение кубического полинома»?+

На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Левая координата: 0; Правая координата: 1; Значение слева: 0; Значение справа: 1; Производная по x слева: 0; Производная по x справа: 3; Искомая координата: 0,5. Значение кубического полинома: 0,125; Производная по исходной координате: 0,75. Пусть t=(x−a)/(b−a), h=b−a. P=(2t³−3t²+1)y0+(t³−2t²+t)hm0+(−2t³+3t²)y1+(t³−t²)hm1. Производная вычисляется по x: дифференцирование по t делится на h, а m0 и m1 уже заданы по x.

Какие ограничения есть у метода?+

Один интервал a<b и x внутри него; производные должны быть известны в согласованных единицах. Это не многосегментный сплайн и не монотонная PCHIP-интерполяция. Ввод сам по себе не обеспечивает отсутствие перегиба или выброса между концами.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. На концах одновременно сохраняются значения и наклоны. Наклон нельзя вводить как изменение между соседними узлами без деления на расстояние; при произвольных производных кубическая кривая может выйти за диапазон значений. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Один интервал a<b и x внутри него; производные должны быть известны в согласованных единицах. Это не многосегментный сплайн и не монотонная PCHIP-интерполяция. Ввод сам по себе не обеспечивает отсутствие перегиба или выброса между концами.