解析学II

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 解析学II
科目番号 20034 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 4
開設学科 電気工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 4
教科書/教材 高遠節夫ほか「新 微分積分Ⅰ,Ⅱ 改訂版」(大日本図書)/高遠節夫ほか「新 微分積分Ⅰ,Ⅱ 問題集 改訂版」(大日本図書)
担当教員 村山 太郎

到達目標

1.積分の応用が理解できる。
2.関数の級数展開が理解できる。
3.偏微分法が理解できる。
4.2重積分が理解できる。
5.微分方程式が理解できる。

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
到達目標 項目1積分の応用ができる。積分の応用が理解できる。積分の応用が理解できない。
到達目標 項目2関数の級数展開ができる。 関数の級数展開が理解できる。 関数の級数展開が理解できない。
到達目標 項目3偏微分法を理解し,応用できる。偏微分法の基礎が理解できる。偏微分法の基礎が理解できない。
到達目標 項目42重積分を理解し,応用できる。2重積分の基礎が理解できる。2重積分の基礎が理解できない。
到達目標 項目5様々な微分方程式を解くことができる。 微分方程式が理解できる。 微分方程式が理解できない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
解析学Ⅱは、専門科目を学ぶために最も重要な科目の1つであり、その応用は多岐にわたる。微分積分学の基本事項、偏微分、重積分、微分方程式について、その概念と計算法および応用について学ぶ。この授業では「工学を学ぶ上で必要な解析学の基礎学力を身につけること」と「工学的課題の数学的解決方法の習得」を目標とする。
授業の進め方・方法:
【事前事後学習など】到達目標の達成度を確認するために、適宜,課題の提出を求める。
【関連科目】基礎数学A、基礎数学B、解析学Ⅰ、代数・幾何Ⅰ
【MCC対応】Ⅰ 数学,Ⅶ 汎用的技能,Ⅸ 総合的な学修経験と創造的思考力
注意点:
1、2年次に学習した数学の内容をしっかり理解しておくこと。
定期試験には十分に準備し臨むこと。課題の提出期限を守ること。
【専門科目との関連】
3年次:応用物理Ⅰ,電気回路Ⅰ,電子回路Ⅰ,電気磁気学Ⅰ,電気電子計測,プログラミングⅡ,電気機器Ⅰ
4年次:電気回路Ⅱ,電気磁気学Ⅱ,電子回路Ⅱ,制御工学Ⅰ,プログラミングⅢ,電気機器Ⅱ,電力工学Ⅰ,電子物性,半導体デバイス工学,情報通信工学Ⅰ
5年次:応用物理Ⅱ,制御工学Ⅱ,パワーエレクトロニクス,電力工学Ⅱ,電気材料,電力系統工学,基礎電波工学,ロボット工学
【評価方法・評価基準】成績の評価基準として50点以上を合格とする。
前期中間試験,前期末試験,後期中間試験,学年末試験を実施する。
前期末:前期定期試験(前期中間,前期末)(80%),課題(20%)
学年末:全定期試験(前期中間,前期末,後期中間,学年末)(80%),課題(20%)

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 図形の面積、曲線の長さ 1.積分の応用が理解できる。
2週 立体の体積、媒介変数表示による図形 1.積分の応用が理解できる。
3週 極座標による図形 1.積分の応用が理解できる。
4週 広義積分、変化率と積分 1.積分の応用が理解できる。
5週 多項式による近似(1) 2.関数の級数展開が理解できる。
6週 多項式による近似(2) 2.関数の級数展開が理解できる。
7週 数列の極限 2.関数の級数展開が理解できる。
8週 級数
2.関数の級数展開が理解できる。
2ndQ
9週 べき級数とマクローリン展開 2.関数の級数展開が理解できる。
10週 オイラーの公式 2.関数の級数展開が理解できる。
11週 2変数関数  3.偏微分法が理解できる。
12週 偏導関数、全微分
3.偏微分法が理解できる。
13週 合成関数の微分法、高次偏導関数 3.偏微分法が理解できる。
14週 極大・極小 3.偏微分法が理解できる。
15週 前期復習 3.偏微分法が理解できる。
16週
後期
3rdQ
1週 陰関数の微分法 3.偏微分法が理解できる。
2週 条件付き極値問題、包絡線
3.偏微分法が理解できる。
3週 2重積分の定義、2重積分の計算
4.2重積分が理解できる。
4週 積分の順序変更 4.2重積分が理解できる。
5週 立体の体積 4.2重積分が理解できる。
6週 極座標による2重積分 4.2重積分が理解できる。
7週 変数変換、広義積分 4.2重積分が理解できる。
8週 2重積分のいろいろな応用 4.2重積分が理解できる。
4thQ
9週 微分方程式の意味、微分方程式の解 5.微分方程式が理解できる。
10週 変数分離形、1階線形微分方程式 5.微分方程式が理解できる。
11週 同次形、微分方程式の解 5.微分方程式が理解できる。
12週 線形微分方程式 5.微分方程式が理解できる。
13週 定数係数斉次線形微分方程式
5.微分方程式が理解できる。
14週 定数係数非斉次線形微分方程式、いろいろな線形微分方程式 5.微分方程式が理解できる。
15週 後期復習 5.微分方程式が理解できる。
16週

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2変数関数の定義域を理解し、不等式やグラフで表すことができる。3
合成関数の偏微分法を利用して、偏導関数を求めることができる。3
簡単な関数について、2次までの偏導関数を求めることができる。3
偏導関数を用いて、基本的な2変数関数の極値を求めることができる。3
2重積分の定義を理解し、簡単な2重積分を累次積分に直して求めることができる。3
極座標に変換することによって2重積分を求めることができる。3
2重積分を用いて、簡単な立体の体積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。3
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。3
定数係数2階斉次線形微分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どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。3
事実をもとに論理や考察を展開できる。3
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。3
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。3
要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。3
課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。3
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。3
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。3

評価割合

試験課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力8020100
専門的能力000
分野横断的能力000