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analytical solution是什麼意思,analytical solution的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • 分析解;分析解法

  • 例句

  • The numerical result shows reasonably match with analytical solution.

    對計算結果和解析方法獲得的解進行了比較。

  • The simulation result and analytical solution are basically identical.

    模拟結果與解析結果相比,基本一緻。

  • The approximate analytical solution is got by using perturbation method.

    通過擾動方法求得問題的近似解析解。

  • Firstly, the approximate analytical solution of a local domain is derived.

    首先求出了局部區域的近似解析解。

  • A analytical solution of mathematical model of fixed-bed chromatography is presented.

    本文推導了矩形波進料的固定床色譜的數學模型的解析解。

  • 同義詞

  • |analytic solution;分析解;分析解法

  • 專業解析

    解析解(Analytical Solution) 是指通過嚴格的數學推導和符號運算得到的、以精确閉式表達式呈現的問題解。它與數值解相對,後者依賴近似計算和離散化方法獲得。解析解在科學與工程領域具有基礎性地位,其核心特征和應用價值如下:


    一、核心定義與特性

    1. 數學精确性

      解析解通過代數、微積分等數學工具直接求解方程(如微分方程、積分方程),結果表現為函數表達式(如 ( y = e^{-x} sin(x) ))。其精确性不依賴數值逼近,可無限精确地描述系統行為。

    2. 閉式表達(Closed-form)

      解的形式由有限次初等函數(指數、對數、三角函數等)組合而成,例如一階線性微分方程 ( frac{dy}{dx} + P(x)y = Q(x) ) 的通解:

      $$ y = e^{-int P(x)dx} left( int Q(x)e^{int P(x)dx} dx + C right) $$ 此類表達式可直接用于理論分析和參數化研究。

    3. 普適性與洞察力

      解析解能揭示解的結構與參數間的普適關系。例如彈簧振子運動方程 ( mddot{x} + cdot{x} + kx = 0 ) 的解析解可明确區分欠阻尼、過阻尼等物理狀态,而數值解僅能給出特定參數下的離散點。


    二、與數值解的對比

    特性 解析解 數值解
    精度 精确(無截斷誤差) 近似(依賴離散化步長)
    計算成本 推導複雜,但求解後計算高效 需重複疊代,計算量大
    適用範圍 限于特定可解方程 廣泛適用于複雜系統
    結果形式 函數表達式 離散數據點

    三、典型應用場景

    1. 驗證數值方法

      解析解為數值算法(如有限元法)提供基準測試。例如熱傳導方程解析解可驗證仿真軟件的準确性。

    2. 參數敏感性分析

      閉式解可直接求導分析參數影響。如電路理論中,RLC串聯諧振頻率 ( f = frac{1}{2pisqrt{LC}} ) 明确顯示電感、電容的依賴關系。

    3. 控制理論設計

      系統傳遞函數的解析解(如PID控制器穩定性判據)指導控制器參數整定,避免盲目試錯。


    四、局限性


    權威參考來源:

    1. 麻省理工學院《微分方程》公開課(解析解推導案例)
    2. Arfken, G.B., Weber, H.J., Harris, F.E. Mathematical Methods for Physicists(第7版), Academic Press, 2012.(解析解數學基礎)
    3. Kreyszig, E. Advanced Engineering Mathematics(第10版), Wiley, 2011.(工程問題解析解應用)

    網絡擴展資料

    "Analytical solution"(解析解)是數學、物理和工程學中常見的術語,指通過嚴格的數學推導和符號運算得到的精确解。它與數值解(通過近似算法或計算機計算得到的解)形成對比。

    核心定義

    解析解是用數學表達式直接表示的精确解,通常以公式形式呈現,不依賴數值疊代或近似方法。例如:

    特點

    1. 精确性:結果完全準确,無誤差。
    2. 符號化:用變量和函數(如三角函數、指數函數)表達。
    3. 普適性:適用于整個定義域,而非特定數值。

    應用場景

    與數值解的對比

    解析解 數值解
    精确、閉式表達式 近似解,依賴計算步驟
    適用于簡單或對稱性問題 適用于複雜或非線性問題
    提供理論洞察 依賴計算資源與算法選擇

    局限性

    當問題過于複雜(如非線性偏微分方程、多體系統)時,解析解可能不存在或難以推導,此時需依賴數值方法(如有限元分析、蒙特卡洛模拟)。

    如果需要進一步了解數學推導案例,可以說明具體領域或問題類型,我會補充更具體的例子。

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