数学C

Course Information

College Anan College Year 2018
Course Title 数学C
Course Code 0023 Course Category General / Compulsory
Class Format Lecture Credits School Credit: 2
Department Liberal Arts and Sciences Student Grade 3rd
Term Year-round Classes per Week 2
Textbook and/or Teaching Materials 「線形代数」矢野健太郎 石原繁 (裳華房)、「微分積分 改訂版」 矢野健太郎 石原(裳華房)
Instructor ,Kushida Masahiro

Course Objectives

1. 行列の和・差・積・実数倍、行列式の値の計算ができる。
2. 掃き出し法や行列を用いて連立方程式を解くことができ、逆行列を求めることができる。
3. 1次変換による簡単な図形の像・原像を求めることができる。
4. 行列の固有値・固有ベクトルを求めて、対角化ができる。
5. 極座標と極方程式の基本的な計算ができる。
6. 変数分離形・同次形・1階線形など基本的な微分方程式の一般解を求めることができる。
7. 定数係数2階線形微分方程式の一般解を求めることができる。
8. 変数分離形、線形微分方程式など基本的な微分方程式の特殊解を求めることができる。

Rubric

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
到達目標1行列式の性質を利用して行列式の値の計算ができる。行列の和差積,および行列式の値の計算ができる。4次の行列式の計算ができないし、行列の積も正確に計算できない。
到達目標2掃き出し法により、正方行列の正則性を判定できる。き出し法や行列を用いて連立方程式を解くことができ、逆行列を求めることができる。掃き出し法により逆行列を求めることができない。
到達目標31次変換による簡単な図形の原像を求めることができる。基礎的な1次変換を行列で表すことができ、1次変換による簡単な図形の像を求めることができる。基礎的な1次変換を行列で表すことができない。
到達目標4正方行列の累乗を対角化を利用して計算することができる。2次と3次の正方行列の固有値と固有ベクトルを求めることができ、それを用いて対角化できる。2次正方行列の固有値と固有ベクトルを求めることができない。
到達目標5極座標と直交座標を相互に変換ができ、極方程式と直交座標に関する方程式を相互に変換できる。極座標を直交座標に変換ができ、極方程式を直交座標に関する方程式に変換できる。極座標を直交座標に変換ができない。
到達目標6微分方程式が変数分離形、同次形、1階線形かを判定でき、一般解を求めることができる。変数分離形、同次形、1階線形方程式の一般解を求めることができる。変数分離形方程式を、積分形に変形できない上に定数変化法を理解できない。
到達目標7非斉次項が斉次方程式の一般解に含まれいる場合にも特殊解を求めることができる。斉次方程式の一般解を求めることができ、非斉次方程式の特殊解を求めることができる。補助方程式を求めることができない。
到達目標8初期条件や境界条件を理解し、一般解から特殊解を求めることができる。初期条件・境界条件を利用して特殊解を求めることができない。

Assigned Department Objectives

Teaching Method

Outline:
数学は工業高専において根幹となる科目である。本授業では、前期では、工学への応用で重要な役割を果たす行列と行列式の計算およびその応用を学習する。
後期では、 最初に極座標と極方程式について学習し,その後,基本的な微分方程式の解法を習得し,計算力を養う。
Style:
教科書を基に単元ごとに作成したプリントを用いて授業を進める。例題の解説や計算方法を説明し、関連する問題演習を行う。また、小テストなどを適宜行い習得状況を確認する。
【授業時間60時間】
Notice:
1. 授業に集中し,効率的に学習する方法を確立すること。予習復習は必須である。
2. 定期試験の勉強はもちろん重要であるが,平常の小テストの勉強,提出物なども努力を怠らないこと。
3. 課題など提出物は提出期限を厳守すること。

Course Plan

Theme Goals
1st Semester
1st Quarter
1st 行列式 (1) 2次・3次の行列式の値の計算ができる
2nd 行列式 (2) 行列式の展開を利用して4次の行列式の値の計算ができる。
行列式の性質を利用して行列式の値の計算ができる。
3rd 行列 行列の和・差・積・実数倍の計算ができる。
4th 行列と行列式 正方行列の積と累乗の行列式の値を求めることができる。
5th 連立1次方程式・逆行列 (1) 2次正方行列の逆行列を求めることができる。
6th 連立1次方程式・逆行列 (2) 掃き出し法により連立1次方程式の解を求めることができる。
7th 連立1次方程式・逆行列 (3) 掃き出し法により3次正方行列の逆行列を求めることができる。
8th 前期中間試験
2nd Quarter
9th 1次変換 (1) 対称移動・回転など基本的な1次変換を行列で表すことができる。
10th 1次変換 (2) 1次変換の合成変換・逆変換を求めるができる。
11th 1次変換 (3) 直線など基本的な平面図形の、1次変換による像・原像を求めることができる。
12th 固有値と固有ベクトル (1) 2次・3次の正方行列の固有値・固有ベクトルを求めることができる。
13th 固有値と固有ベクトル (2) 正方行列の固有値・固有ベクトルを用いて対角化できる。
14th 固有値と固有ベクトル (3) 正方行列の累乗を対角化を利用して計算することができる。
15th 固有値と固有ベクトル (4) 対称行列を直交行列を用いて対角化できる。
16th 前期期末試験
2nd Semester
3rd Quarter
1st 極座標 極座標の表し方を理解し、直交座標に変換でき、その逆もできる。
2nd 極方程式 (1) 極方程式を理解し、直交座標に関する方程式に変換でき、その逆もできる。
3rd 極方程式 (2) 2次曲線を表す極方程式を、直交座標に関する方程式に変換できる。
4th 微分方程式と解 微分方程式を理解し、与えられた関数が一般解か特殊解か判定できる。
5th 変数分離形微分方程式の解法 (1) 変数分離形微分方程式の一般解を求めることができる。
6th 変数分離形微分方程式の解法 (2) 初期条件を理解し特殊解を求めることができる。
7th 同次形微分方程式の解法 同次形微分方程式の一般解を求めることができる。
8th 後期中間試験
4th Quarter
9th 1階線形微分方程式の解法 (1) 定数変化法により1階線形微分方程式の一般解を求めることができる。
10th 1階線形微分方程式の解法 (2)
定数変化法により1階線形微分方程式の一般解を求めることができる。
11th 定数係数2階線形微分方程式の解法 (1) 斉次方程式を理解し、一般解を求めることができる。
12th 定数係数2階線形微分方程式の解法 (2) 初期条件および境界条件を理解し、特殊解を求めることができる。
13th 定数係数2階線形微分方程式の解法 (3) 非斉次方程式を理解し、特殊解と一般解を求めることができる。
14th 定数係数2階線形微分方程式の解法 (4) 非斉次方程式を理解し、特殊解と一般解を求めることができる。
15th 定数係数2階線形微分方程式の解法 (5) 非斉次項の関数が、斉次形方程式の一般解に含まれている場合も特殊解を求めることができる。
16th 後期期末試験

Evaluation Method and Weight (%)

定期試験小テストポートフォリオ発表・取り組みその他Total
Subtotal9001000100
基礎的能力9001000100
専門的能力000000
分野横断的能力000000