야코비 방법(Jacobi method) - 연립방정식을 푸는 반복적 수치 해석법

야코비 방법(Jacobi method)은 연립 방정식을 푸는 반복적 수치 해법 중 하나로, 각 변수의 값을 독립적으로 계산하여 점진적으로 해를 개선하는 방식입니다.
이 방법은 행렬 A로 표현되는 연립 방정식 Ax = b를 푸는 데 사용됩니다.
야코비 방법의 기본 아이디어는, 각 방정식에서 특정 변수를 풀 때 나머지 변수들은 모두 이전 반복에서 계산된 값을 사용한다는 것입니다.
즉, 각 변수를 동시에 독립적으로 업데이트합니다.
야코비 방법의 절차:
1. 연립 방정식 Ax = b에서, 각 변수 \( x_i \)를 풀기 위해 해당하는 식을 재배열합니다.
이때, 각 변수는 자기 자신의 계수로 나누고 나머지 변수들은 모두 이전 값에 따라 계산됩니다.
2. \( x_i \)를 구하는 일반적인 수식은 다음과 같습니다:
\[
x_i^{(k+1)} = \frac{1}{A_{ii}} \left( b_i - \sum_{j \neq i} A_{ij} x_j^{(k)} \right)
\]
여기서:
- \( x_i^{(k+1)} \)는 \( k+1 \)번째 반복에서의 \( i \)번째 변수 값입니다.
- \( A_{ii} \)는 행렬 A의 대각 성분입니다.
- \( A_{ij} \)는 행렬 A의 성분으로, \( i \)번째 방정식에서 \( j \)번째 변수에 곱해지는 계수입니다.
- \( x_j^{(k)} \)는 이전 \( k \)번째 반복에서의 \( j \)번째 변수 값입니다.
- \( b_i \)는 상수 벡터 b의 \( i \)번째 성분입니다.
3. 모든 변수를 한 번씩 업데이트한 후, 새로운 값들을 기반으로 다시 계산을 반복합니다.
특징:
- 독립 업데이트: 야코비 방법은 각 변수의 새 값을 계산할 때, 그 변수를 제외한 모든 변수는 이전 반복에서의 값을 사용합니다. 즉, 모든 변수가 동시에 독립적으로 업데이트됩니다.
- 수렴 조건: 야코비 방법이 수렴하기 위해서는 보통 A 행렬이 대각 우세(diagonally dominant)하거나, A가 특정 조건을 만족해야 합니다. 그렇지 않으면 이 방법이 수렴하지 않거나 느리게 수렴할 수 있습니다.
- 병렬 처리에 유리: 야코비 방법은 각 변수가 독립적으로 계산되기 때문에 병렬 처리에 적합합니다. 하지만 때로는 다른 방법들보다 수렴 속도가 느릴 수 있습니다.
야코비 방법은 수렴 속도가 느릴 수 있지만, 간단한 구조와 병렬 처리에 유리하다는 장점 때문에 다양한 수치 해석 문제에서 사용됩니다.
세상의모든계산기 님의 최근 댓글
기본 어댑터 MODEL : AD0301-1202500GB INPUT : 100~240V, 50~60Hz, 0.8A Max OUTPUT : 12.0V, 2.5A, 30.0W ㄴ 측정시 플러그 외경/내경 : 5.5mm / 2mm 2026 02.15 엑셀 파일로 만드니 전체 160~200MB 정도 나옵니다. 읽고 / 저장하는데 한참 걸리네요. 컴 사양을 좀 탈 것 같습니다. -> 엑셀/한셀에서 읽히지만, 구글 스프레드시트에서는 열리지 않네요. 100만 개 단위로 끊어서 20MB 정도로 분할해 저장하는 편이 오히려 속 편할 것 같습니다. -> 이건 구글 스프레드시트에서도 열리긴 하네요. (약간 버퍼링?이 있습니다) 2026 02.10 엑셀 / 행의 최대 개수, 열의 최대 개수, 셀의 최대 개수 엑셀의 행 개수 제한은 파일 형식에 따라 다르며, 최신 .xlsx 파일 형식은 시트당 최대 1,048,576행까지 지원하지만, 구형 .xls 파일은 65,536행으로 제한됩니다. 따라서 대용량 데이터를 다룰 때는 반드시 최신 파일 형식(.)으로 저장해야 하며, 행과 열의 총 수는 1,048,576행 x 16,384열이 최대입니다. 주요 행 개수 제한 사항: 최신 파일 형식 (.xlsx, .xlsm, .xlsb 등): 시트당 1,048,576행 (2^20). 구형 파일 형식 (.xls): 시트당 65,536행 (2^16). 그 외 알아두면 좋은 점: 최대 행 수: 1,048,576행 (100만여개) 최대 열 수: 16,384열 (XFD) 대용량 데이터 처리: 65,536행을 초과하는 데이터를 다루려면 반드시 .xlsx 형식으로 저장하고 사용해야 합니다. 문제 해결: 데이터가 많아 엑셀이 멈추거나 오류가 발생하면, 불필요한 빈 행을 정리하거나 Inquire 추가 기능을 활용하여 파일을 최적화할 수 있습니다. 2026 02.10 [일반계산기] 매출액 / 원가 / 마진율(=이익율)의 계산. https://allcalc.org/20806 2026 02.08 V2 갱신 (nonK / K-Type 통합형) 예전에는 직접 코드작성 + AI 보조 하여 프로그램 만들었었는데, 갈수록 복잡해져서 손 놓고 있었습니다. 이번에 antigravity 설치하고, 테스트 겸 새로 V2를 올렸습니다. 직접 코드작성하는 일은 전혀 없었고, 바이브 코딩으로 전체 작성했습니다. "잘 했다 / 틀렸다 / 계산기와 다르다." "어떤 방향에서 코드 수정해 봐라." AI가 실물 계산기 각정 버튼의 작동 방식에 대한 정확한 이해는 없는 상태라서, V1을 바탕으로 여러차례 수정해야 했습니다만, 예전과 비교하면 일취월장 했고, 훨씬 쉬워졌습니다. 2026 02.04