Deducción: funciones base de Lagrange

Cómo la exigencia de valer 1 en un nodo y 0 en los demás obliga a la forma de producto de las funciones LiL_i.

De la propiedad cardinal a la fórmula

  1. Queremos Li(x)L_i(x) que valga 0 en todos los nodos salvo xix_i. Para anularse en xjx_j (jij\ne i) basta con incluir el factor (xxj)(x-x_j) por cada uno:

    numerador=j=0jin(xxj)\text{numerador}=\prod_{\substack{j=0\\ j\ne i}}^{n}(x-x_j)
  2. Ese producto vale algo (no 1) en xix_i. Para normalizarlo a 1 dividimos por su valor en xix_i, que es el mismo producto evaluado ahí:

    Li(x)=j=0jinxxjxixjL_i(x)=\prod_{\substack{j=0\\ j\ne i}}^{n}\frac{x-x_j}{x_i-x_j}
  3. Así Li(xi)=1L_i(x_i)=1 y Li(xj)=0L_i(x_j)=0. La combinación iLi(x)f(xi)\sum_i L_i(x)\,f(x_i) reproduce cada dato, luego interpola.