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y =x2+ 2x+ 5mediante el polinomio de Lagrange y también mediante splines cúbicas naturales. En laFig 2.3, podemos observar los resultados del experimento. En la zona superior están lasgráficas resultantes de Lagrange y en la zona inferior las resultantes de splines. La gráfica32punteada es la exacta a la función original. Capítulo 3. Antecedentes, Estado de la CuestiónFigura 2.3. Las gráficas de la parte superior corresponden (de izquierda a derecha) a la interpolaciónde Lagrange con 4, 5 y 10 puntos. Observar cómo con 10 puntos, el fenómeno de Runge seaprecia claramente. Las gráficas de la parte inferior corresponden a una interpolación con splinescúbicas naturales. La interpolación conseguida con 5 puntos es muy buena. Con 10 puntos (derecha-abajo),la interpolación es perfecta.Figura 3.5: Las gráficas de la parte superior corresponden (de izquierda a derecha) a la interpolaciónnde Lagrange con 4, 5 y 10 puntos. Las gráficas de la parte inferior correspondena una interpolación con splines cúbicas naturales.Centrándonos en el polinomio de Lagrange; con 4 puntos el polinomio conseguidoes de tercer grado (la aproximación es mala; únicamente se limita a pasar por los puntos).Con Centrándose cinco puntos, en el polinomio es de de Lagrange, cuarto grado; con 4la puntos aproximación el polinomio solo es conseguido buena entre es el detercer segundo grado y (la tercer aproximación punto (empezando es maladesde y únicamente la izquierda). se limita Con a10 pasar puntos, por los aparecen puntos). unas Con ondulacionescincopuntos, ellejospolinomiodel máximoes de cuartode la función.grado (laEsteaproximaciónfenómeno,sólose denominaes buena«fenómenoentre el segundodeRunge», y aumenta su actividad cuando se incrementa el número de puntos. Usando splinescúbicas, la interpolación conseguida con 10 puntos es prácticamente perfecta.y tercer punto, empezando desde la izquierda). Con 10 puntos, aparecen unas ondulacioneslejos del máximo de la función. Este fenómeno, se denomina “fenómeno de Runge”, y aumentasu actividad cuando se incrementa el número de puntos. Usando splines cúbicas, laConclusiones:- 12 -interpolación conseguida con 10 puntos es prácticamente perfecta.Conclusiones:Hay que realizar muchas operaciones aritméticas en otros métodos de interpolación(como el de Lagrange), ya que habrá 2 bucles entrelazados, uno para el sumatorio yotro para el productorio.Si queremos añadir o suprimir un punto al conjunto de datos, habrá que volver a hacertodos los cálculos (este problema también lo presentan las splines naturales, aunqueotras splines no lo tienen).
3.2. Técnicas de representación 3D 33En ciertos casos, un polinomio de grado alto puede desviar mucho la curva que pasapor los puntos dados (fenómeno de Runge).3.2.1.3 Continuidad entre segmentos de la curvaComo se ha comentado anteriormente, las curvas están formadas por una serie de segmentosde curva unidos. Para evitar las posibles discontinuidades que se puedan provocar esnecesario establecer unas condiciones de continuidad paramétrica para suavizar las transicionesentre segmentos de curva en el caso de ser necesario (ver figura 3.6).Grado de continuidad se puede definir como el número de veces que se puede derivar laecuación de una función continua:Continuidad de posición C 0 . La tangente a la curva en el punto es igual por la izquierday por la derecha. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 0 si P (1) =Q(0).Continuidad de inclinación C 1 . La tangente es continua en todos los puntos de la recta,pero no en la curvatura. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 1 siP (1) = Q(0).Continuidad de curvatura e inclinación C 2 . La tangente y la curvatura es continua entodos los puntos. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 2 si P (1) =Q(0).son:Para el estudio de las Splines, se detallará cada una de forma individual. Algunos tiposSplines cúbicas naturales.Splines de Hermite.Splines Cardinales y Catmull-Rom.
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3.2. Técnicas <strong>de</strong> representación 3D 33En ciertos casos, un polinomio <strong>de</strong> grado alto pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>sviar mucho la curva que pasapor los puntos dados (fenómeno <strong>de</strong> Runge).3.2.1.3 Continuidad entre segmentos <strong>de</strong> la curvaComo se ha comentado anteriormente, las curvas están formadas por una serie <strong>de</strong> segmentos<strong>de</strong> curva unidos. Para evitar las posibles discontinuida<strong>de</strong>s que se puedan provocar esnecesario establecer unas condiciones <strong>de</strong> continuidad paramétrica para suavizar las transicionesentre segmentos <strong>de</strong> curva en el caso <strong>de</strong> ser necesario (ver figura 3.6).Grado <strong>de</strong> continuidad se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>finir como el número <strong>de</strong> veces que se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>rivar laecuación <strong>de</strong> una función continua:Continuidad <strong>de</strong> posición C 0 . La tangente a la curva en el punto es igual por la izquierday por la <strong>de</strong>recha. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 0 si P (1) =Q(0).Continuidad <strong>de</strong> inclinación C 1 . La tangente es continua en todos los puntos <strong>de</strong> la recta,pero no en la curvatura. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 1 siP (1) = Q(0).Continuidad <strong>de</strong> curvatura e inclinación C 2 . La tangente y la curvatura es continua entodos los puntos. Sean P y Q dos curvas, se dice que existe continuidad C 2 si P (1) =Q(0).son:Para el estudio <strong>de</strong> las Splines, se <strong>de</strong>tallará cada una <strong>de</strong> forma individual. Algunos tiposSplines cúbicas naturales.Splines <strong>de</strong> Hermite.Splines Cardinales y Catmull-Rom.