数値計算

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 数値計算
科目番号 M5-2170 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 前期:2
教科書/教材 使用しない/自作教材資料
担当教員 二橋 創平

到達目標

1) C言語の復習
2) 統計処理
3) 方程式の求根
4) 最小二乗法
5) 補間法
6) 数値積分法

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1C言語を用いて基礎的なプログラムを自在に作成できる。C言語を用いて基礎的なプログラムを作成できる。C言語を用いて基礎的なプログラムを作成できない。
評価項目2統計処理を行うプログラムを自在に作成できる。統計処理を行うプログラムを作成できる。統計処理を行うプログラムを作成できない。
評価項目3方程式の求根を行うプログラムを自在に作成できる。方程式の求根を行うプログラムを作成できる。方程式の求根を行うプログラムを作成できない。
評価項目4最小二乗法を行うプログラムを自在に作成できる。最小二乗法を行うプログラムを作成できる。数値積分を行うプログラムを作成できる。
評価項目5補間を行うプログラムを自在に作成できる。補間を行うプログラムを作成できる。補間を行うプログラムを作成できない。
評価項目6数値積分を行うプログラムを自在に作成できる。数値積分を行うプログラムを作成できる。数値積分を行うプログラムを作成できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE基準1 学習・教育到達目標 (d)(1) 専門工学(工学(融合複合・新領域)における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする)の知識と能力
JABEE基準1 学習・教育到達目標 (e) 種々の科学,技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力
学習目標 Ⅰ 人間性
学習目標 Ⅱ 実践性
学習目標 Ⅲ 国際性
学校目標 D(工学基礎) 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識と応用力を身につける
学科目標 D(工学基礎) 数学,自然科学,情報技術および工業力学、材料力学、加工・材料学などを通して,工学の基礎知識と応用力を身につける
本科の点検項目 D-ⅲ 情報技術を利用できる
学校目標 E(継続的学習) 技術者としての自覚を持ち,自主的,継続的に学習できる能力を身につける
本科の点検項目 E-ⅱ 工学知識,技術の修得を通して,継続的に学習することができる
学校目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける
学科目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,流体・熱・機械力学等力学関連科目、電気・計測等制御関連科目、設計技術関連科目、情報技術関連科目などを通して,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける
本科の点検項目 F-ⅰ ものづくりや環境に関係する工学分野のうち,専門とする分野の知識を持ち,基本的な問題を解くことができる

教育方法等

概要:
本講義では、数値計算の仕組みを理解し問題解決のためのプログラムを作成することができることを目標に授業を行う。
授業の進め方・方法:
講義形式で数値計算に関して説明する。さらにこれに関して課題を提示し各自プログラミングを行う。
試験で7割、課題提出で3割を基準に、総合的に判断して評価する。
合格点は60点以上とする。
評価が60点に満たない場合は再度試験を実施して、この試験に合格した場合は60点を与える。
詳細は第1回の授業で説明する。
注意点:
講義は、原則CAI室で行う。
プログラミングはC言語で行う。
授業時間のみならず自学自習時間にも課題に取り組みむこと。
課題が不完全である場合には、再提出を求める場合がある。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 C言語の復習 プログラミングに関する基礎知識を復習する。
2週 統計処理 統計処理に関するプログラムを作成できる。
3週 統計処理 統計処理に関するプログラムを作成できる。
4週 統計処理 統計処理に関するプログラムを作成できる。
5週 方程式の求根 プログラムで、方程式の根を求めることができる。
6週 方程式の求根 プログラムで、方程式の根を求めることができる。
7週 方程式の求根 プログラムで、方程式の根を求めることができる。
8週 方程式の求根 プログラムで、方程式の根を求めることができる。
2ndQ
9週 最小二乗法 最小二乗法のプログラムを作成できる。
10週 最小二乗法 最小二乗法のプログラムを作成できる。
11週 最小二乗法 最小二乗法のプログラムを作成できる。
12週 補間法 補間のためのプログラムを作成できる。
13週 補間法 補間のためのプログラムを作成できる。
14週 数値積分法 数値積分を行うプログラムを作成できる。
15週 数値積分法 数値積分を行うプログラムを作成できる。
16週 定期試験

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
無理方程式・分数方程式を解くことができる。3
1次不等式や2次不等式を解くことができる。3
1元連立1次不等式を解くことができる。3
基本的な2次不等式を解くことができる。3
恒等式と方程式の違いを区別できる。3
2次関数の性質を理解し、グラフをかくことができ、最大値・最小値を求めることができる。3
分数関数や無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
簡単な場合について、関数の逆関数を求め、そのグラフをかくことができる。3
無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
関数のグラフと座標軸との共有点を求めることができる。3
累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。3
指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。3
対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
三角比を理解し、三角関数表を用いて三角比を求めることができる。一般角の三角関数の値を求めることができる。3
角を弧度法で表現することができる。3
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。3
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
2点間の距離を求めることができる。3
内分点の座標を求めることができる。3
通る点や傾きから直線の方程式を求めることができる。3
2つの直線の平行・垂直条件を利用して、直線の方程式を求めることができる。3
簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。3
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
等差数列・等比数列の一般項やその和を求めることができる。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
行列の和・差・数との積の計算ができる。3
行列の積の計算ができる。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
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。3
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。3
導関数の定義を理解している。3
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。3
合成関数の導関数を求めることができる。3
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。3
逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。3
関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。3
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。3
簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。3
2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。3
関数の媒介変数表示を理解し、媒介変数を利用して、その導関数を求めることができる。3
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
微積分の基本定理を理解している。3
定積分の基本的な計算ができる。3
置換積分および部分積分を用いて、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
基本的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。3
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。3
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。3

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力0000000
専門的能力70300000100
分野横断的能力0000000