到達目標
１．工学上の問題解決のための基本的な数値解析手法の原理を説明出来ること．
２．適切な数値解析手法を選択し，C言語を用いたプログラム作成が出来ること．
３．数値解析結果を数値又はグラフを用いて表示し，適切な評価及び考察が出来ること．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| １．工学上の問題解決のための基本的な数値解析手法の原理を説明出来る． | 工学上の問題解決のための基本的な数値解析手法の原理を完全に説明出来る． | 工学上の問題解決のための基本的な数値解析手法の原理を説明出来る． | 工学上の問題解決のための基本的な数値解析手法の原理を説明出来ない． |
| ２．適切な数値解析手法を選択し，C言語を用いたプログラム作成が出来る． | 適切な数値解析手法を選択し，C言語を用いたプログラム作成が完全に出来る． | 適切な数値解析手法を選択し，C言語を用いたプログラム作成が出来る． | 適切な数値解析手法を選択し，C言語を用いたプログラム作成が出来ない． |
| ３．数値解析結果を数値又はグラフを用いて表示し，適切な評価及び考察が出来る． | 数値解析結果を数値又はグラフを用いて表示し，適切な評価及び考察が完全に出来る． | 数値解析結果を数値又はグラフを用いて表示し，適切な評価及び考察が出来る． | 数値解析結果を数値又はグラフを用いて表示し，適切な評価及び考察が出来ない． |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標（本科のみ）】 2
説明
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教育方法等
概要:
工学上の問題を解決するためには，解析的な手法のみでは対応が困難な問題が数多く存在する。そこで，例えば機械構造物の応力や変形などを解析するために，コンピュータ上で数値計算を行う有限要素法という方法が広く用いられている。このような問題では多元連立1次方程式を解く必要があり，コンピュータを利用した数値解析手法が不可欠である。そこで，このようコンピュータを用いた数値解析法の基礎理論を講義により学び，プログラム演習により数値解析法を理解することを目的とする。
授業の進め方・方法:
本講義は方程式の球根（２分法，ニュートン法），連立１次方程式（ガウスの消去法），最小２乗法，補間法（ラグランジュ補間），数値積分（台形公式）等の数値解析手法を学習する．次にこれらの数値解析手法を用いてC言語によるプログラムを作成する．また，グラフ作成ソフトgnuplotを用いて，解析結果を表示し，適切な評価及び考察出来ることを目的とする．
注意点:
１．試験や課題レポート等は，JABEE ，大学評価・学位授与機構，文部科学省の教育実施検査に使用することがあります．
２．授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください．
３．中間・期末試験の平均を５０％，課題を５０％の重みとして評価する．科目全体で６０点以上を合格とする．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
方程式の球根（１） |
授業概要を理解することが出来る．２分法を理解し，説明することが出来る．
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| 2週 |
方程式の球根（２） |
２分法を用いたCプログラムを作成し，数値解を求めることが出来る．
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| 3週 |
方程式の球根（３） |
ニュートン法を理解し，説明することが出来る．
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| 4週 |
方程式の球根（４） |
ニュートン法を用いたCプログラムを作成し，数値解を求めることが出来る．
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| 5週 |
連立１次方程式（１） |
上三角型連立方程式を理解し，Cプログラム作成により解を求めることが出来る．
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| 6週 |
連立１次方程式（２） |
ガウスの消去法を理解し，Cプログラムにより連立１次方程式の解を求めることが出来る．
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| 7週 |
連立１次方程式（３） |
掃き出し法を理解し，Cプログラムにより逆行列を求めることが出来る．
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| 8週 |
グラフ表示及び保存（１） |
中間試験を解説する．グラフ作成ソフトgnuplotを理解し，Cプログラムによりグラフを表示することが出来る．
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| 2ndQ |
| 9週 |
グラフ表示及び保存（２） |
gnuplotを用いたCプログラムにより，グラフを保存することが出来る．
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| 10週 |
補間法（１） |
ラグランジュの補間法を理解し，Cプログラムにより数値解を求めることが出来る．
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| 11週 |
補間法（２） |
Cプログラムによりラグランジュの補間多項式をグラフ表示し，保存することが出来る．
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| 12週 |
曲線のあてはめ（１） |
最小２乗法を理解し，Cプログラムにより曲線の方程式を求めることが出来る．
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| 13週 |
曲線のあてはめ（２） |
最小２乗法を用いたCプログラムにより，曲線をグラフ表示し，保存することが出来る．
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| 14週 |
数値積分 |
台形公式を理解し，Cプログラムにより積分値を計算することが出来る．
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| 15週 |
まとめ |
期末試験解説及びアンケートを実施する．
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |