工業数学Ⅱ

科目基礎情報

学校 長岡工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 工業数学Ⅱ
科目番号 0159 科目区分 専門 / 必履修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 佐藤志保、濱口直樹ほか著、新応用数学、大日本図書、2014/嶋野和史、西垣誠一ほか著、新応用数学問題集、大日本 図書、2015
担当教員 小林 泰秀

到達目標

この科目は長岡高専の教育目標の(C)と主体的に関わる。
この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標の関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育到達目標との関連の順で次に示す。
①応用数学の基礎的内容を理解する。90% (c1)
②数学が専門分野にどのように応用されるのかを理解する。10% (c1)

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
評価項目1応用数学の基礎的内容を用いて、問題を解くことができる応用数学の基礎的内容を理解している応用数学の基礎的内容を理解していない
評価項目2数学が専門分野にどのように応用されるのかを説明できる数学が専門分野にどのように応用されるのかを理解している数学が専門分野にどのように応用されるのかを理解していない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達目標 (c1) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
工学で必要とされる応用数学のうち、ラプラス変換、フーリエ解析について、専門分野への応用を踏まえて、できるだけ易しく解説を行う。
○関連する科目:応用数学IA(前期履修)、応用解析(次年度履修)
授業の進め方・方法:
前半は、ラプラス変換とその応用について学ぶ。後半は、フーリエ級数とフーリエ変換について学ぶとともにその応用について学習する。
注意点:
ラプラス変換、フーリエ解析について、それぞれ1回試験(中間試験、期末試験)を行う。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ラプラス変換 ラプラス変換の定義と例 ラプラス変換の定義を理解する
2週 ラプラス変換 基本的性質 ラプラス変換の基本的性質について理解する
3週 ラプラス変換 逆ラプラス変換 基本的な関数の逆ラプラス変換を求められる
4週 ラプラス変換 微分方程式への応用 ラプラス変換を微分方程式に応用することができる
5週 ラプラス変換 たたみこみ ラプラス変換を用いてたたみこみ計算ができる
6週 ラプラス変換 線形システムの伝達関数とデルタ関数 線形システムの伝達関数をラプラス変換を用いて表せる
7週 中間試験(ラプラス変換)
8週 フーリエ級数とフーリエ変換 周期2πのフーリエ級数 周期2πのフーリエ級数について理解する
2ndQ
9週 フーリエ級数とフーリエ変換 一般の周期関数のフーリエ級数 一般の周期関数のフーリエ級数が求められる
10週 フーリエ級数とフーリエ変換 複素フーリエ級数 複素フーリエ級数について理解する
11週 フーリエ級数とフーリエ変換 偏微分方程式への応用 フーリエ変換を偏微分方程式に応用できる
12週 フーリエ級数とフーリエ変換 フーリエ変換と積分定理 フーリエ変換と積分定理の関係について理解する
13週 フーリエ級数とフーリエ変換 フーリエ変換の性質と公式 フーリエ変換の性質について理解する
フーリエ変換の公式を理解する
14週 フーリエ級数とフーリエ変換 偏微分方程式への応用 フーリエ変換を偏微分方程式に応用できる
15週 期末試験(フーリエ級数とフーリエ変換)
16週 試験解説

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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。3
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。3
分数式の加減乗除の計算ができる。3
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。3
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。3
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。3
解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。3
因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。3
簡単な連立方程式を解くことができる。3
簡単な1変数関数の局所的な1次近似式を求めることができる。3
1変数関数のテイラー展開を理解し、基本的な関数のマクローリン展開を求めることができる。3
オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。3
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。3
他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。3

評価割合

中間試験期末試験合計
総合評価割合5050100
基礎的能力202040
専門的能力303060
分野横断的能力000