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공업수학 40

[편입수학] 한양대 2023학년도 완전미분방정식

한양대 2023학년도 자연계열 수학 기출 ​ ​ 공업수학 과목에 속한 미분방정식 문제가 나왔습니다. ​ 1. Main Concept 미분방정식 중에서도 1계 상미분 방정식 단원의 "완전미분방정식"(Exact ODE)이 출제되었습니다. ​ 완전미분방정식을 푸는 방법은 다음과 같습니다. ​ ​(1) 완전성 검사 : M을 y에 대해 편미분한 것과 N을 x에 대해 편미분한 것을 비교한다. (2) u = int(M) dx +k(y) 로 설정. 또는 u = int(N)dy + k(x) 로 설정. (3) u의 편도함수가 N임을 (M임을) 이용해 k(y) 또는 k(x)를 결정한다. (4) u = C꼴의 해를 정리한다. ​ 만약 (1) 완전성 검사(test exactness)를 수행했는데 양변이 다르다면 적분인자를 구해..

[편입수학] 한양대 2023학년도 행렬식 구하기

한양대 2023학년도 자연계열 수학 기출 ​ ​ 선형대수학 과목에 속한 행렬식 문제가 나왔습니다. ​ 1. Main Concept 행렬식의 성질을 이용해 크기가 큰 행렬의 행렬식을 계산하는 문제가 출제되었습니다. ​ 연립방정식의 해를 구할 때 처음 등장한 기초 행연산(기본행연산; Elementary Row Operation)이죠 기존의 행렬을 A, 기초행연산을 수행한 행렬을 B라고 하면 다음 관계가 성립합니다 ​ (1) 은 두 행의 위치를 바꾸는 interchange (2) 은 한 행에 상수를 곱해 다른 행에 더하는 replacement (3) 은 한 행에 상수배를 곱하는 scaling ​ ​ ​ ​ ​ 2. Problem 이 문제는 거기에 더해 "삼각행렬의 행렬식"이라는 개념이 추가되었습니다. ​ 왼쪽..

푸리에 급수 예제

#공업수학 #미적분학 오늘은 푸리에 급수전개를 구하는 몇 가지 예제를 풀어봅시다 목차 0. Intro 1. Definitions 2. Examples 3. Summary ​ https://blog.naver.com/subprofessor/222150692985 [미분적분학] 푸리에 급수 (Fourier Series) #미분적분학 사실 Erwin O. Kreyszig의 공업수학에 나오는 내용이지만 너무 AWESOME한 개념이기... blog.naver.com 푸리에 급수란, 주기함수를 삼각함수들의 합으로 나타낸 것을 말합니다. 테일러 급수와 같이 함수 f(x)를 기본적인 함수들로 쪼개어 나타내는 것인데, 푸리에 급수는 "주기 함수"를 대상으로 한다는 특징이 있습니다. https://blog.naver.co..

[공업수학] dominant eigenvalue와 고유값의 근사, MATLAB code

#선형대수학 > 미리보기 ​ ​ ​ ​ 1. Approximation of Eigenvalues 행렬의 거듭제곱(power method)을 계산하여 고유값의 근사치를 구할 수 있습니다. ​ Xm이 행렬의 거듭제곱과 어떤 벡터 X0의 곱으로 정의될 때 ​ 고유값은 다음과 같이 근사할 수 있습니다. 위 식의 우변을 Rayleigh quotient라 부릅니다. ​ 예시로 아래와 같은 2x2 행렬을 봅시다. ​ 먼저, 임의의 X0를 설정합니다. 통상적인 고유값 계산 과정은 행렬식을 이용하는 것이지만 우리는 다른 방법으로 고유값의 근사치를 구할 것입니다. ​ 연산이 많으니 가급적 간단한 X0를 사용하는 것이 좋겠죠? ​ ​ 다음으로 행렬의 거듭제곱을 사용해 적당히 큰 Xm을 얻습니다. ​ ​ 이를 반복해 X7까지..

[선형대수학] 고윳값, 고유벡터부터 대각화, 스펙트럼 분해까지

#선형대수학 #공업수학 ​ ​ Contents - Eigenvalue(고윳값 또는 고유치) & Eigenvector - Diagonalization - Spectral Decomposition ​ ​ ​ ​ 1. Eigenvalue & Eigenvector 고윳값(또는 고유치)과 고유벡터는 정방행렬 A(square matrix, n x n)에 대해 아래 식을 만족하는 상수 λ(lambda, 람다)와 그에 대응되는 영벡터가 아닌 벡터 v를 말한다. ​ * 고유벡터는 0이 아니어야 하지만 고윳값은 0일 수 있다. * 각 고유벡터는 앞서 구한 고윳값에 "대응"된다. ​ 위 정의식을 조금 변형하여 고윳값과 고유벡터를 구할 수 있다. ​ 세 번째 줄의 행렬 방정식(벡터 v에 대한 방정식)이 0이 아닌 해를 가져야..

[공업수학] 미분방정식의 멱급수 해법(Power Series Method)

#공업수학​ ​ 0. Introduction ​ 멱급수란 다항함수들의 합으로 구성된 급수를 뜻하며 앞서 테일러 급수를 통해 함수를 멱급수 형태로 나타내는 방법을 소개했었다. https://blog.naver.com/subprofessor/222106300471 [미분적분학] 테일러 급수전개 #미분적분학 테일러 급수전개는 미분방정식을 공부하면서도 나오는 내용이고, 어떤 값을 근사하는 데도 사... blog.naver.com ​ ​ 아래와 같은 형태의 급수를 멱급수라 한다. 가장 일반적인 형태이며 우리는 x0 = 0 즉, x = 0에서 전개한 멱급수를 사용할 것이다. ​ ​ ​ 지수함수를 아래와 같이 표현할 수도 있고 ​ 유리함수를 표현할 수도 있다. ​ 물론 수렴범위가 무한한 것은 아니다. 위 유리함수의 ..

라플라스 변환 공식 모음

#라플라스변환 라플라스 변환과 관련된 공식과 라플라스 변환의 성질들을 모아놓은 글입니다. ​ 출처 : Feedback Control of Dynamic Systems, Gene Franklin ​ ​ (1) 라플라스 테이블 Feedback Control of Dynamic Systems, Gene Franklin ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ (2) 라플라스 변환의 성질 Feedback Control of Dynamic Systems, Gene Franklin ​ ​ 1. 중첩원리 2. t-shifting(t-이동정리) 3. 치환적분 4. s-shifting(s-이동정리) 5. f(t)의 미분 6. f(t)의 적분 7. 합성곱(convolution). F(s)G(s) 역변환 가능 8. 초깃값 정리(IVT) 9..

[수치해석학] LU분해(LU Factorization), 파이썬 코드

https://search.shopping.naver.com/book/catalog/32487155058 Linear Algebra and Its Applications, Global Edition : 네이버 도서 네이버 도서 상세정보를 제공합니다. search.shopping.naver.com ​§ 목차 § 0. LU분해 소개 1. LU분해 2. LU분해 알고리즘 3. 파이썬 구현 4. LU분해로 행렬방정식의 해 구하기 5. LU분해로 행렬식 계산하기 ​ ​ ​ ​ 0. Introduction LU분해는 행렬 분해의 한 종류입니다. L은 Lower triangular matrix(하삼각행렬), U는 Upper triangular matrix(상삼각행렬)을 의미합니다. 또다른 행렬 분해로는 직교행렬과 상..

[공업수학] 2.7-1 2계 비제차 미분방정식 : 미정계수법(Method of Undetermined Coefficients)

#공업수학 [공업수학] 2.2-1 상수계수를 가지는 제차 선형 상미분 방정식 (Homogeneous Linear ODEs with Constant Coeffici 공업수학(상)(Kreyszig)(Kreyszig)(10판) 『Kreyszig 공업수학, 10판』 상권. 이 책은 반세기 동안 전 세계적으로 가장 널리, 그리고 가장 많이 채택되어 사용되고 있는 Erwin Kreyszig 교수가 저술한 Advanced Engi subprofessor.tistory.com 이제 챕터 2도 거의 마무리되어 가네요. 오늘은 2계 미분방정식 로드맵 끝에서 두 번째에 위치한 미정계수법에 대해서 알아봅시다. Nonhomogeneous 즉 비제차 방정식의 해를 구하는 미정계수법은 기본적으로 제차방정식의 해를 구할 수 있어야 ..

[공업수학] 2.6 론스키 행렬식(Wronskian)

#공업수학 Wronskian(론스키안?)은 함수와 함수간의 선형독립성(Linear Independence)을 판단하는 도구입니다. 혹 왜 선형독립성을 따져야 하냐는 질문을 한다면.. 너무 절망스러울 것 같습니다.. 여기까지 왔는데 그런 질문을 하시면 정말.. 그런 분들을 위해서 위에 링크를 준비해 두었습니다. 관련포스팅 아래 2.1-2 배너를 들어가보시면 왜 선형독립성을 판단할 수 있어야 하는지 알 수 있습니다. 간단히 말하자면 2계 이상의 미분방정식은 선형독립인 해들의 선형결합으로 일반해가 표현되기 때문입니다. ​ Wronskian은 이 개념을 처음 도입한 수학자 Józef Maria Hoene-Wroński 가 본인의 이름을 따서 붙인 이름인데 궁극적으로는 Wronski 행렬식을 의미합니다. ​ ​ ..

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