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數值解

鎖定
數值解,是指給出一系列對應的自變量,採用數值方法求出的解。採用的方法有限元法、數值逼近、插值法。他人只能利用數值計算的結果,而不能隨意給出自變量並求出計算值。當無法由微積分技巧求得解析解時,便只能利用數值分析的方式來求得其數值解了,數值方法變成了求解過程重要的媒介。在數值分析的過程中,首先要將原方程式加以簡化,以便後來的數值分析。例如,會先將微分符號改為差分符號等。然後用傳統的代數方法將原方程式改寫成另一方便求解的形式。這時的求解步驟就是將一獨立變量帶入,求得相依變量的近似解。因此利用此方法所求得的相依變量為一個個分離的數值,而解析解為一連續的分佈。 [1] 
中文名
數值解
外文名
numerical solution)
分    類
解析解和數值解
求解方法
有限元方法、 數值逼近方法等

目錄

數值解分類

在解組件特性相關的方程式時,大多數的時候都要去解偏微分或積分式,才能求得其正確的解。依照求解方法的不同,可以分成以下兩類:解析解數值解
數值方法變成了求解過程重要的媒介。在數值分析的過程中,首先會將原方程式加以簡化,以利後來的數值分析。 [2]  例如,會先將微分符號改為差分符號等。然後再用傳統的代數方法將原方程式改寫成另一方便求解的形式。這時的求解步驟就是將一獨立變量帶入,求得相依變量的近似解。因此利用此方法所求得的相依變量為一個個分離的數值〈discrete values〉,不似解析解為一連續的分佈,而且因為經過上述簡化的動作,所以可以想見正確性將不如解析法來的好。與數值解對應的是解析解。
解析解(analytical solution)就是一些嚴格的公式,給出任意的自變量就可以求出其因變量,也就是問題的解, 他人可以利用這些公式計算各自的問題.所謂的解析解是一種包含分式三角函數指數對數甚至無限級數等基本函數的解的形式。用來求得解析解的方法稱為解析法〈analytic techniques、analytic methods〉,解析法即是常見的微積分技巧,例如分離變量法等。解析解為一封閉形式〈closed-form〉的函數,因此對任一獨立變量,我們皆可將其帶入解析函數求得正確的相依變量。因此,解析解也被稱為閉式解(closed-form solution)。 [3] 

數值解區別

數值解是在特定條件下通過近似計算得出來的一個數值,而解析解為該函數的解析式數值解就是用數值方法求出解,給出一系列對應的自變量和解。 [4] 
解析解就是給出解的具體函數形式,從解的表達式中就可以算出任何對應值。 [5] 

數值解例如

方程 x2=5
解:
x=
——解析解
x=
2.236——數值解
參考資料
  • 1.    周健民.土壤學大辭典:科學出版社,2013.10
  • 2.    劉德學. 擠壓變形力的數值分析及模擬方法研究[D]. 蘭州理工大學, 2009.
  • 3.    王鼎, 李長勝, 吳瑛. 基於特徵向量的陣列誤差矩陣最優閉式解[J]. 應用科學學報, 2009, 27(6):592-600.
  • 4.    孫越. 廣義橢球函數解析解與數值解的研究[D]. 北京郵電大學, 2015.
  • 5.    郝永亮. 分段密度分佈函數與太陽解析解模型的研究[D]. 吉林大學, 2012.