応用数学

科目基礎情報

学校 福井工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 応用数学
科目番号 0059 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電気電子工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 前期:2 後期:2
教科書/教材 「応用数学」「応用数学問題集」(森北出版)
担当教員 相場 大佑

到達目標

(1)正則関数の定義と性質について理解する。
(2)定義にしたがい、複素関数の積分を計算することができる。
(3)ベクトル解析における、ベクトル場、スカラー場、勾配、発散、回転という基本的な概念を理解し、それらを求めることができる。
(4)線積分、面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正則関数の定義と性質を十分理解している。正則関数の定義と性質を理解している。正則関数の定義と性質を理解していない。
評価項目2留数定理を用いて、複素関数の積分を計算することができる。定義にしたがい、複素関数の積分を計算することができる。定義にしたがい、複素関数の積分を計算することができない。
評価項目3線積分、面積分の計算ができる。ベクトル解析の基本的な概念(勾配、発散、回転)を理解している。ベクトル解析の基本的な概念が理解できていない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 RB1 説明 閉じる
JABEE JB1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
3年までに学習した解析(Ⅰ,Ⅱ)や線形代数の内容を基本として、複素関数論とベクトル解析について学ぶ。
これらの基本的な概念の習得と、その応用問題に対する習熟を目指す。
授業の進め方・方法:
必要であればプリントや自作の教材を配布し、具体的な問題を扱う。
この科目は、学修単位科目「B」です。授業外学修の時間を含めます。毎週の予習と課題演習を課します。
注意点:
100点満点で評価する。
ある程度まとまった単元範囲で試験を行う。
前期、後期ごとに、試験8割、課題2割とし、学年成績は前期と後期の点数の平均点とする。
最終成績において60点以上が合格である。
(学習内容の順序を変更する場合がある)
成績によっては再試験を実施する場合がある。ただし受験資格として, 次の4つを満たしていることを条件とする。
1.授業中、演習問題に真面目に取り組む。(授業中の演習問題も課題の1つである)
2.課題の内容がいい加減ではない。
3.課題を全て提出している。
4. formsで受験するかしないかの意思を示す。

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 複素平面・極形式(1)
【授業外学習】課題に取り組む
複素数の計算ができる。複素平面と複素数の絶対値の意味を理解する。極形式が計算できる。
2週 複素平面・極形式(2)
【授業外学習】課題に取り組む
複素数の計算ができる。複素平面と複素数の絶対値の意味を理解する。極形式が計算できる。
3週 複素関数とその極限
【授業外学習】課題に取り組む
複素関数の意味とよく知られた複素関数を学ぶ。定義にしたがい、複素関数の極限を計算することができる。
4週 コーシー・リーマンの関係式・正則関数とその導関数(1)
【授業外学習】課題に取り組む
コーシー・リーマンの関係式について理解する。正則関数の意味と性質について理解する。
5週 コーシー・リーマンの関係式・正則関数とその導関数(2)
【授業外学習】課題に取り組む
コーシー・リーマンの関係式について理解する。正則関数の意味と性質について理解する。
6週 複素関数の積分
【授業外学習】課題に取り組む
定義にしたがい、複素関数の積分を計算することができる。
7週 コーシーの積分定理
【授業外学習】課題に取り組む
コーシーの積分定理を理解する。
8週 コーシーの積分表示
【授業外学習】課題に取り組む
コーシーの積分表示を用いて、複素関数の積分を計算することができる。
2ndQ
9週 コーシーの積分表示
【授業外学習】課題に取り組む
複素数列の極限と級数の計算ができる。テイラー展開を利用して、複素関数の極限が計算できる。
10週 数列の極限と級数・テイラー展開
【授業外学習】課題に取り組む
複素数列の極限と級数の計算ができる。テイラー展開を利用して、複素関数の極限が計算できる。
11週 ローラン展開
【授業外学習】課題に取り組む
複素関数をローラン展開することができる。
12週 留数
【授業外学習】課題に取り組む
留数を計算することができる。
13週 極の位数と留数
【授業外学習】課題に取り組む
極の位数と留数の関係を理解する。
14週 留数定理(1)
【授業外学習】課題に取り組む
留数定理を用いて、複素関数の積分を計算することができる。
15週 留数定理(2)
【授業外学習】課題に取り組む
留数定理を用いて、複素関数の積分を計算することができる。
16週 留数定理(3)
【授業外学習】課題に取り組む
留数定理を用いて、複素関数の積分を計算することができる。
後期
3rdQ
1週 ベクトル:ベクトルとその内積
【授業外学習】予習に取り組む
ベクトルの内積を求めることができる。
2週 ベクトルの外積
【授業外学習】予習に取り組む
ベクトルの外積の定義を理解し、求めることができる。
3週 勾配・発散・回転:スカラー場とベクトル場、スカラー場の勾配
【授業外学習】予習に取り組む
スカラー場とベクトル場を理解している。スカラー場の勾配の意味を理解し、求めることができる。
4週 ベクトル場の発散
【授業外学習】予習に取り組む
ベクトル場の発散の意味を理解し、求めることができる。
5週 ベクトル場の回転
【授業外学習】予習に取り組む
ベクトル場の回転の意味を理解し、求めることができる。
6週 線積分と面積分:曲線(1)
【授業外学習】予習に取り組む
曲線の媒介変数表示と、接線ベクトルについて理解し、接線ベクトルを求めることができる。
7週 線積分と面積分:曲線(2)
【授業外学習】予習に取り組む
曲線の媒介変数表示と、接線ベクトルについて理解し、接線ベクトルを求めることができる。
8週 線積分(1)
【授業外学習】予習に取り組む
スカラー場、ベクトル場の線積分について理解し、求めることができる。
4thQ
9週 線積分(2)
【授業外学習】予習に取り組む
スカラー場、ベクトル場の線積分について理解し、求めることができる。
10週 曲面(1)
【授業外学習】予習に取り組む
曲面の媒介変数表示と、接線ベクトル・法線ベクトルについて理解し、接線ベクトル・法線ベクトルを求めることができる。
11週 曲面(2)
【授業外学習】予習に取り組む
曲面の媒介変数表示と、接線ベクトル・法線ベクトルについて理解し、接線ベクトル・法線ベクトルを求めることができる。
12週 面積分(1)
【授業外学習】予習に取り組む
スカラー場、ベクトル場の面積分について理解し、求めることができる。
13週 面積分(2)
【授業外学習】予習に取り組む
スカラー場、ベクトル場の面積分について理解し、求めることができる。
14週 ガウスの発散定理(1)
【授業外学習】予習に取り組む
ガウスの発散定理の意味と求め方を理解している。
15週 ガウスの発散定理(2)
【授業外学習】予習に取り組む
ガウスの発散定理の意味と求め方を理解している。
16週 学習のまとめ 学習のまとめ

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

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