数学ⅢA(3M)

科目基礎情報

学校 秋田工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 数学ⅢA(3M)
科目番号 0045 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 一般教科(自然科学系) 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:新 微分積分Ⅱ(高遠節夫ほか5名 著・大日本図書),問題集:秋田高専 新 数学問題集3(秋田高専数学科 編),その他:自製プリントの配布
担当教員 佐藤 尊文

到達目標

1. 数列の極限,級数の和を求めることができる。
2. 2変数関数の偏導関数を求めることができる。
3. 2変数関数の極値を求めることができる。
4. 2重積分の計算ができる。
5. 2重積分の広義積分の計算ができる。

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いろいろな数列の極限,級数の和の求め方を説明することができる数列の極限,級数の和を求めることができる数列の極限,級数の和を求めることができない
評価項目22変数関数の偏導関数の求め方を説明することができる2変数関数の偏導関数を求めることができる2変数関数の偏導関数を求めることができない
評価項目32変数関数の極値の求め方を説明することができる2変数関数の極値を求めることができる2変数関数の極値を求めることができない
評価項目42重積分の計算を説明することができる2重積分の計算ができる基本的な2重積分の計算ができない
評価項目52重積分の広義積分の計算を説明することができる2重積分の広義積分の計算ができる基本的な2重積分の広義積分の計算ができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
2変数関数の偏微分の基本的な計算力を修得し、工学に応用できるような考え方を身につけさせる
2重積分と広義積分の基本を理解し、計算技能を修得させる
授業の進め方・方法:
講義形式で行い、適宜演習も行う
必要に応じて適宜小テストを実施し、また、演習課題・レポート・宿題を課す
注意点:
合格点は50点である
成績は試験結果を70%,レポート・小テストを30%で評価する
なお、コロナウイルス対策により来日できず、対面による筆記試験が実施できない留学生に対しては、到達目標を確認するための課題を課すことで、筆記試験の代用とすることがある
特に、レポートの未提出者は単位取得が困難となるので注意すること
予習・復習をきちんとすること
学年総合評価=(中間・期末試験の平均点)×0.7+(小テスト・レポート・宿題・その他課題)×0.3
(講義を受ける前)毎回の予習を欠かさないこと
(講義を受けた後)問題集などを利用して、復習を徹底すること

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業ガイダンス
多項式による近似(1)
授業の進め方と評価の仕方について説明する
多項式による1次・2次近似がわかる
2週 多項式による近似(2) 多項式によるn次近似がわかる
3週 数列の極限 数列の極限を求められる
4週 級数 級数の和を求められる
5週 べき級数とマクローリン展開 べき級数とマクローリン展開がわかる
6週 オイラーの公式 オイラーの公式がわかる
7週 到達度試験(前期中間) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する
8週 試験の解説と解答
2変数関数
到達度試験の解説と解答
2変数関数の用語を理解し、グラフを描くことことができる
2ndQ
9週 偏導関数 多変数関数の偏微分の定義を理解し、偏導関数をもとめることができる
10週 全微分 多変数関数の全微分を求めることができる
11週 合成関数の微分法 合成関数の微分法の計算ができる
12週 陰関数の微分法
高次偏導関数
陰関数の微分法がわかる
多変数関数の2階以上の偏導関数を求めることができる
13週 極大・極小 2変数の関数の極値を調べることができる
14週 条件つき極値問題 条件つき極値を求めることができる
15週 到達度試験(前期末) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する
16週 試験の解説と解答
到達度試験の解説と解答
後期
3rdQ
1週 2重積分の定義
2重積分の性質
2重積分の定義を理解する
2重積分の性質を理解する
2週 長方形領域における累次積分 長方形領域における2重積分の計算ができる
3週 三角形領域における累次積分 三角形領域における2重積分の計算ができる
4週 その他の累次積分 その他の領域における2重積分の計算ができる
5週 演習 上記項目について学習した内容の総復習を行う
6週 演習 上記項目について学習した内容の総復習を行う
7週 到達度試験(後期中間) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する
8週 試験の解説と解答
積分順序の交換
到達度試験の解説と解答
累次積分の積分順序の交換ができる
4thQ
9週 極座標による2重積分 極座標変換を用いた2重積分の計算ができる
10週 演習 上記項目について学習した内容の復習を行う
11週 変数変換 ヤコビ行列式を求め、2重積分の変数変換の計算ができる
12週 演習 上記項目について学習した内容の復習を行う
13週 広義積分 広義積分の定義を理解し、計算ができるようになる
14週 演習 上記項目について学習した内容の総復習を行う
15週 到達度試験(後期末) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する
16週 試験の解説と解答 到達度試験の解説と解答

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積の法則と和の法則を利用して、簡単な事象の場合の数を数えることができる。3
簡単な場合について、順列と組合せの計算ができる。3
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。3
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。3
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。3
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。3
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。3
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。3
逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。3
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。3
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。2
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。2
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。2
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。3
置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。3
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。3
分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。3
微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。2
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。2
定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。2
独立試行の確率、余事象の確率、確率の加法定理、排反事象の確率を理解し、簡単な場合について、確率を求めることができる。2
条件付き確率、確率の乗法定理、独立事象の確率を理解し、簡単な場合について確率を求めることができる。2
1次元のデータを整理して、平均・分散・標準偏差を求めることができる。2
2次元のデータを整理して散布図を作成し、相関係数・回帰直線を求めることができる。2

評価割合

到達度試験小テスト・レポート・その他課題・平常点その他合計
総合評価割合70300100
基礎的能力70300100
専門的能力0000
分野横断的能力0000