数学ⅡB(2M)

科目基礎情報

学校 秋田工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 数学ⅡB(2M)
科目番号 0023 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 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:高専テキストシリーズ 線形代数(第2版)(上野健爾 監修・森北出版)
問題集:秋田高専 新 数学問題集 2( 秋田高専数学科 編)
その他:自製プリントの配布
担当教員 森本 真理

到達目標

1. ベクトルの定義・性質を理解し,ベクトルの基本的な計算ができる。
2. 空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる。
3. 行列の定義・性質を理解し,行列の基本的な計算ができる。
4. 行列式の定義・性質を理解し,行列式の基本的な計算ができる。

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ベクトルの定義・性質を理解し,ベクトルの複雑な計算ができる。ベクトルの定義・性質を理解し,ベクトルの基本的な計算ができる。ベクトルの定義・性質を理解できず,ベクトルの基本的な計算ができない。
評価項目2空間内のいろいろな条件を満たす直線・平面・球の方程式を求めることができる。空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる。空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができない。
評価項目3行列を用いて連立1次方程式を解くことができる。行列の定義・性質を理解し,行列の基本的な計算ができる。行列の定義・性質を理解できず,行列の基本的な計算ができない。
評価項目4行列式を用いて連立1次方程式を解くことができる。行列式の定義・性質を理解し,行列式の基本的な計算ができる。行列式の定義・性質を理解できず,行列式の基本的な計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

(B)工学基礎知識の習得 B-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
線形代数の基本的な計算力を修得する。
授業の進め方・方法:
講義と演習形式で行う。
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)・宿題を課すことがある。
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・平常点等を30%で評価する。
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=(前期中間+前期期末+後期中間+学年末)/4×0.7+(レポート・小テスト・その他課題・平常点)×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
ベクトルとその演算
授業の進め方と評価の仕方について理解する。
ベクトルの大きさを求めることができる。
ベクトルの実数倍・和・差の計算ができる。
2週 点の位置ベクトル
座標と距離
位置ベクトルを説明することができる。
内分点の位置ベクトルを求めることができる。
2点間の距離を求めることができる。
3週 ベクトルの成分表示と大きさ
ベクトルの平行条件
ベクトルの成分表示と大きさを求めることができる。
ベクトルの平行条件を利用して、ベクトルを求めることができる。
4週 直線の方程式 通る点と方向ベクトルが決まっている直線を3つの方法で表すことができる
5週 ベクトルの内積 1 ベクトルの内積を求めることができる。
成分ベクトルの内積を計算することができる。
6週 ベクトルの内積 2 内積を利用して、ベクトルのなす角を求めることができる。
ベクトルの垂直条件を利用した計算ができる。
7週 総復習・演習 上記項目について学習した内容の総復習を行う。
8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。
2ndQ
9週 試験の解説と解答
座標平面における直線の方程式
到達度試験の解説と解答
座標平面における直線の方程式を求めることができる。
10週 点と直線,点と平面との距離
直線と平面の位置関係
座標空間における平面の方程式を求めることができる。
点と直線,点と平面の距離を求められる。
直線と平面の位置関係がわかる。
11週 円と球の方程式 座標平面における円の方程式を求めることができる。
座標空間における球の方程式を求めることができる。
12週 行列
行列の和・差,実数倍
行列の型と成分を求めることができる。
行列の和・差,実数倍を求めることができる。
13週 行列の積1 行列の積を求めることができる。
14週 総復習・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(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,および授業アンケート
後期
3rdQ
1週 行列の積2 行列の名前・用語・記号についてそれぞれ説明することができる。
転置行列を含む行列の計算ができる。
2週 逆行列
連立2元1次方程式
2次の正方行列の逆行列を求めることができる。
行列を利用して、連立2元1次方程式の解を求めることができる。
3週 3次正方行列の行列式 3次の正方行列の行列式を求めることができる。
クラメルの公式を利用して連立3元1次方程式の解を求めることができる。
4週 n次正方行列の行列式
行列式の性質
4次以上の行列式の値を求めることができる。
行列式の性質を説明することができる。
5週 行列の基本変形と行列式 行列の積の行列式の値を求めることができる。
余因子展開を利用して、行列式の値を求めることができる。
6週 総復習・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
行列式の応用1
到達度試験の解説と解答
平行四辺形の面積を求めることができる。
4thQ
9週 行列式の応用2 ベクトルの外積を求めることができる。
平行6面体の体積を求めることができる。
10週 基本変形による連立方程式の解法 行基本変形によって連立方程式を解くことができる。
11週 基本変形による逆行列の計算 行基本変形によって逆行列を求めることができる。
12週 行列の階数
行列の階数と連立1次方程式
行列の階数を求めることができる。
行列の階数と連立1次方程式の関係を説明することができる。
13週 ベクトルの線形独立と線形従属 ベクトルの組が線形独立かどうかを判定することができる。
14週 総復習・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,および授業アンケート

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
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。2
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。2前1
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。2前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。2前5
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。2前3,前6
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)。2前4,前10,前11
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。2前12,前13
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。2後2
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。2後3,後4,後5

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
知識の基本的な理解70300100
思考・推論・創造への適用力0000
汎用的技能0000