<理工共通>微分方程式の基礎【情報理工学科クラス】

理工学部 - 情報理工学科

SCT60201

コース情報

担当教員: 中筋 麻貴

単位数: 2

年度: 2024

学期: 秋学期

曜限: 木2

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

レポート

30%

定期試験

定期試験期間中

40%

小テスト等

30%

その他

以上をもとに総合的に判断する.

0%

詳細情報

概要

自然科学や工学を扱う上で,現象を数学的に記述する方法として微分方程式は欠かすことのできない数学である. この講義では,常微分方程式の基本的な解法を解説する.基本となる変数分離型の微分方程式の解法を説明したあと,1階および2階の線形常微分方程式の解法を解説する.なお,講義スケジュールは現地点での予定であり,授業の進捗状況により各テーマの順序や内容は変更することがありうる. この講義は情報理工学科のカリキュラムポリシー5「全ての情報分野における基礎的理論 を理解するため,数学の基礎科目を通じて,最低限の知識を学生全員に身につけさせる」 科目に相当する.

目標

情報理工学科のディプロマポリシー5に掲げる「すべての現代科学の理解に不可欠な数学 の知識を学び,現代社会の情報技術におけるさまざまな問題を主体的に解決できる能力」 を身に着けることを到達目標とする. 具体的には,変数分離型微分方程式, 2階までの線形微分方程式の解法を習得し,解空間と基本解の概念を学ぶ.

授業外の学習

本講義では,理論の解説と計算の手法について説明するため,復習と計算の訓練については授業時間外学習で補う必要がある. ・授業内容の復習(60分) ・計算練習 (60分) ・3回のレポートを課すので,必ず自分の力で取り組むこと.また間違いについては見直しをすること.(各回70分) ・ 3回の小テストを実施するので,試験勉強をすること.(各回70分) 質問などはメールもしくはMoodleを利用すること.

所要時間: 190分

スケジュール

  1. 微分方程式の導入と変数分離形
  2. 変数分離形に帰着できる特別な形
  3. 変数分離の演習
  4. 1階線形微分方程式(I)
  5. 1階線形微分方程式(II)
  6. 2階線形微分方程式
  7. 定数係数2階線形同次微分方程式
  8. 定数係数2階線形非同次微分方程式(I)
  9. 定数係数2階線形非同次微分方程式(II)
  10. 変数係数2階線形微分方程式と定数係数高階線形微分方程式
  11. 微分演算子(I)
  12. 微分演算子(II)
  13. 連立線形微分方程式(同次)
  14. 連立線形微分方程式(非同次)

教科書

常微分方程式を扱うテキストであれば,どれを参考にしてもよい.

  • 常微分方程式

    著者: 井ノ口順一

    出版社: 日本評論社・2015

参考書

  • 微分方程式概説[新訂版]

    著者: 岩崎千里, 楳田登美男

    出版社: サイエンス社・2018

  • 常微分方程式論

    著者: 柳田英二,栄紳一郎

    出版社: 朝倉書店・2004

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