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Polynome bis 7. Grades invertieren; z.B. um aus Wirkung auf Ursache zu schließen

 

p.specht

Polynome sind ja sozusagen das Gummi-Lineal der Mathematik: Durch Polynomanpassung an Messwerte kann so manche Formel für Vorgänge in Natur, Wirtschaft und Technik gefunden werden, die zwar einen Zusammenhang beschreibt, der aber damit nicht kausal geklärt ist:

Wenn etwa steigende Börsennotierungen (Input) von Firmen mit der Anzahl freigesetzter Mitarbeiter (Output) zusammenzuhängen scheinen, dann hilft manchmal Inversion, sprich: Die Umstellung der Formel nach der anderen Seite.
Man versucht dadurch, die Ergebnisvariable mit der unabhängigen Variable zu vertauschen und so eine "Gegenformel" zu finden: Wirkt sich die Freisetzung von Mitarbeitern (Input) auf den Börsenkurs (Output) aus, weil z.B. sinkende Lohnkosten Aktionäre und kurzsichtigen Spekulanten auf größere Gewinnausschüttungen hoffen lassen? Verrückte Welt...

Anbei ein Programm zur Polynominversion im obigen Sinne. Es kann Formeln bis zum Grad 7 invertieren, der Koeffizient a1 darf dabei aber nicht Null sein! Das ganze natürlich wie immer ohne jede Gewähr!
Windowtitle "Polynom-Inversion: Aus Y=a0+a1*X+a2*x^2+... wird X=b0+b1*Y+b2*X^2+..."
Windowstyle 24:Cls'(D) Demo 2017-05 by P.Specht, Vienna/EU. No warranty whatsoever!
'****************************************************
'*   Program to demonstrate the series reversion    *
'* ------------------------------------------------ *
'* Reference: BASIC Scientific Subroutines, Vol. II *
'* By F.R. Ruckdeschel, BYTE/McGRAWW-HILL, 1981 [1].*
'*                                                  *
'*             F90 Version by J.-P. Moreau, Paris.  *
'*                     (www.jpmoreau.fr)            *
'* XProfan 11.2 Version by P.Specht, Vienna/Austria *
'* ------------------------------------------------ *
'* SAMPLE RUN:                                      *
'* What is the degree of the input polynomial: 3    *
'*                                                  *
'* Input the coefficients as prompted:              *
'*                                                  *
'*    A( 0) = 1                                     *
'*    A( 1) = 1                                     *
'*    A( 2) = 1                                     *
'*    A( 3) = 1                                     *
'*                                                  *
'* The reversed polynomial coefficients are:        *
'*                                                  *
'*    B( 0) =  9                                    *
'*    B( 1) =  1                                    *
'*    B( 2) =  0                                    *
'*    B( 3) = -1                                    *
'*    B( 4) =  0                                    *
'*    B( 5) =  3                                    *
'*    B( 6) =  0                                    *
'*    B( 7) = -12                                   *
'*                                                  *
'****************************************************
Set("decimals",15)_Declare A![10],B![10],i&,n&,z!
Print "\n Grad des Polynoms?: ";:Input n&
Print "\n Bitte die Koeffizienten des Polynoms wie abgefragte eingeben:\n"

WhileLoop 0,n&:i& = &Loop

    Print " a(";i&;") = ";:Input z!:A![i&]=z!
    EndWhile:Print
    Reverse_coeff(A![],B![])
    ::::ClearClip

    If A![1]<>0

        print " Die reversen Polynom-Koeffizienten lauten:\n"

        WhileLoop 0,7:i&=&Loop

            If Abs(B![i&]) < Val("1e-20")

                B![i&] = 0

            EndIf

            Print " b(";i&;") = ";Format$("%g",B![i&])
            ::::PutClip Format$("%g",B![i&])+","

        EndWhile

        EndIf:Print "\n OK"
        WaitInput:END

        Proc Reverse_coeff :Parameters A![],B![]

            '******************************************************
            '* Series reversion - This routine takes a polynomial *
            '* Y = A(0) + A(1) * X + ... and returns a polynomial *
            '* X = B(0) + B(1) * Y + ... A(1) must be <> 0.       *
            '* The degree of reversion is limited to seven.       *
            '* -------------------------------------------------- *
            '* Reference: CRC Standard Mathematical Tables,       *
            '* 24th edition.                                      *
            '******************************************************
            Declare a1!,a2!,a3!,a4!,a5!,a6!,a7!,aa!,bb!
            a1!=A![1]
            a2!=0

            If a1!=0

                print " Fehler: Division durch 0! A(1) darf nicht Null sein!":Return

            else

                B![1]=1/a1!
                aa!=1/a1!

            EndIf

            bb!=aa!*aa!
            aa!=aa!*bb!
            B![2]=-a2!/aa!
            a3!=A![3]
            aa!=aa!*bb!
            B![3]=aa!*(2*a2!*a2! - a1!*a3!)
            a4!=A![4]
            aa!=aa!*bb!
            B![4]=aa!*(5*a1!*a2!*a3! - a1!*a1!*a4! - 5*a2!*a2!*a2!)
            a5!=A![5]
            aa!=aa!*bb!
            B![5]=6*a1!*a1!*a2!*a4! + 3*a1!*a1!*a3!*a3! + 14*a2!*a2!*a2!*a2!
            B![5]=B![5] - a1!*a1!*a1!*a5! - 21*a1!*a2!*a2!*a3!
            B![5]=aa!*B![5]
            a6!=A![6]
            aa!=aa!*bb!
            B![6]=7*a1!*a1!*a1!*a2!*a5! + 7*a1!*a1!*a1!*a3!*a4! + 84*a1!*a2!*a2!*a2!*a3!
            B![6]=B![6] - a1!*a1!*a1!*a1!*a6! - 28*a1!*a1!*a2!*a2!*a4!
            B![6]=B![6] - 28*a1!*a1!*a2!*a3!*a3! - 42*a2!*a2!*a2!*a2!*a2!
            B![6]=aa!*B![6]
            a7!=A![7]
            aa!=aa!*bb!
            B![7]=8*a1!*a1!*a1!*a1!*a2!*a6! + 8*a1!*a1!*a1!*a1!*a3!*a5!
            B![7]=B![7] + 4*a1!*a1!*a1!*a1!*a4!*a4! + 120*a1!*a1!*a2!*a2!*a2!*a4!
            B![7]=B![7] + 180*a1!*a1!*a2!*a2!*a3!*a3! + 132*a2!*a2!*a2!*a2!*a2!*a2!
            B![7]=B![7] - a1!*a1!*a1!*a1!*a1!*a7! - 36*a1!*a1!*a1!*a2!*a2!*a5!
            B![7]=B![7] - 72*a1!*a1!*a1!*a2!*a3!*a4! - 12*a1!*a1!*a1!*a3!*a3!*a3!
            B![7]=B![7] - 330*a1!*a2!*a2!*a2!*a2!*a3!
            B![7]=aa!*B![7]
            B![0]=0
            aa!=A![0]

            WhileLoop 1,7:i&=&Loop

                B![0]=B![0] - B![i&]*aa!
                aa!=aa!*A![0]

            EndWhile

        EndProc

        ' End of file reverse.prf
 
XProfan 11
Computer: Gerät, daß es in Mikrosekunden erlaubt, 50.000 Fehler zu machen, zB 'daß' statt 'das'...
24.05.2021  
 



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