<理工共通>数学AI(線型代数)【機能創造理工学科クラス】

理工学部 - 機能創造理工学科

SCT116E0

コース情報

担当教員: 曹 文静

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 火3

形式: 対面授業

レベル: 100

アクティブラーニング: なし

他学部履修: 不可

評価方法

出席状況

5%

リアクションペーパー

5%

定期試験

定期試験期間中

70%

中間試験

授業期間中

20%

詳細情報

概要

線形代数は工学や物理学などを学ぶ上で基礎となるだけでなく,専門科目を修得するためにも必要不可欠な道具である。ここでは,ベクトルと行列に関する基本演算と線形空間の性質などについて講義する。内容:ベクトルと行列,行列の演算,行列式,線形空間,基底,線形写像,固有値と固有ベクトルなど。この科目はカリキュラムポリシー2にある,1,2年次に身につけるべき数学の基礎に対応するものである。

目標

1)スカラー,ベクトルおよび行列に関する基本的な概念を習得し,足し算,掛け算,行列式,逆行列など,これらの演算ができるようにする。 2)代数方程式の意味を理解して解けるようにする。 3)固有値,固有ベクトルに関する基本事項を理解し,求められるようにする。 4)線形空間に関する基本的事項を理解する。 5)行列を線形写像の表現として理解できるようにする。 6)基底変換を理解する。 これらのことは自然科学分野などの理工学の基礎となり,学修した内容を理論・技術的に応用展開することにより,科学・技術の諸問題を解決する力を身につけるようになる。

授業外の学習

原則として毎回,その日の内容に関する課題を課す。次回の内容はこれらを理解しているということを前提とするので,2時間以上の復習を行うこと。

所要時間: 中間試験を除いて,毎回予習(50分/回)復習(140分)。中間試験の前に190分の復習

スケジュール

  1. ベクトルと行列及びその基本演算
  2. 行列式の定義と性質
  3. 行列の基本変形
  4. 逆行列
  5. 線形空間
  6. 一次方程式と解の存在性
  7. 線形写像
  8. 行列のランク
  9. イメージとカーネル
  10. 正規直交化
  11. 固有値と固有ベクトル
  12. 行列の標準化
  13. 二次形式
  14. 行列の固有値,対角化,内積,冪,指数関数,標準化等の授業に関する内容をテーマとしてレポートを出す。

教科書

教科書は指定しない。基本的に用意した資料を使って講義を行う。

    参考書

    参考書は授業内容の補足資料であり,授業内容そのものとは違います。必要に応じて参考してください。

    • Introduction to Linear Algebra (下記のリンクで読むことができる。http://web.mit.edu/18.06)

      著者: Gillbert Strang

    • 線形代数

      著者: 川久保勝夫

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