근사해 - approximate solution

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틀린 답이라고는 볼 수 없지만 정확한 답과 일치하지 않는 답을 일반적으로 근사해라고 부른다. 계산기로 1 2로 나누면 0.5라는 값을 얻을 수 있으며 이 값은 정확한 답이다. 하지만 계산기로 1 3으로 나누면 0.333333…이라는 값을 얻게 된다. 이 값은 틀렸다고는 볼 수 없지만 정확한 답은 아니다. 이 경우 정확한 답은 1/3이다. 하지만 이렇게 분모 및 분자로 표현하는 방식 이외에는 정확한 방법이 없다. 이 방법 외에 정확하게 표현하기 위해서는 소수점 이하 무한개의 자릿수까지 표현해야 하는데 현실적으로 불가능한 일이다. 이 것은 근사해의 단편적인 예를 보여 준다.

정답과 다른 근사해를 얻게 되는 데는 여러가지 요인이 있다. 대상이 되는 자연 현상을 수학적인 표현으로 전환시키는 과정에서 포함되는 갖가지 가정(assumption), 대상 물체의 형상을 정확하게 모델링하지 못하는 한계, 컴퓨터로 계산하는 과정에서의 계산오차 등이 대표적인 요인이다. 하나의 자연현상에 대하여 그 거동을 수치해석(numerical analysis) 기법으로 그 답을 구하게 되면, 그 답에는 두 가지의 오차(error) 성분이 반드시 포함된다. 하나는 수학적 표현으로 전환하는 과정에서 필연적으로 수반되는 가정과 형상 모델링의 한계에 따른 모델링 오차(modeling error)와 수학적 표현을 행렬 방정식으로 전환하여 컴퓨터로 계산하는 과정에서 발생하는 수치해석 오차(numerical error)이다.

따라서 자연현상에 대한 거동을 구하는 수치해석에는 오차가 필연적으로 수반되기 때문에 그 답은 정확할 수가 없다. 하지만 모델링과 계산과정이 완전히 틀리지 않는 한 이 답을 틀렸다고는 볼 수 없기 때문에 근사적으로 받아들일 수 있는 하나의 답으로 취급하고 있다.

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기술용어통 수치해석 category-cae 수치해석오차 근사해 모델링오차 approximate solution

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