解析Ⅱ

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 解析Ⅱ
科目番号 0034 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: 3
開設学科 物質工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 「微分積分Ⅰ」「微分積分Ⅰ問題集」「微分積分Ⅱ」「微分積分Ⅱ問題集」(森北出版)「ドリルと演習シリーズ 微分積分」(電気書院)
担当教員 井之上 和代

到達目標

専門教育の基礎知識としての数学を修得するために、以下の点を目標とする。
(1)1変数および2変数の微分積分の基本的な計算ができること。
(2) 微分積分の応用問題を解くことができる。
(3) 基本的な微分方程式を解くことができる。

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11変数および2変数の微分積分の、応用問題を解くことができる。1変数および2変数の微分積分の基本的な計算ができる。1変数および2年数の微分積分の基本的な計算ができない。
評価項目2定数係数非斉次2階線形微分方程式の一般解を求めることができる。基本的な微分方程式を解くことができる。簡単な微分方程式が解けない。

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

教育方法等

概要:
解析Ⅰ,線形代数の内容を基に、媒介変数表示とその微積分法、極方程式とその積分法、広義積分、関数の展開、偏微分法、2重積分および初等的な微分方程式の解法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
自作教材を主として用いる。具体例を多く与え、概念を理解しやすくする。
自主学習、学び合いを中心とし、演習を織り交ぜながら進める。
注意点:
年間成績は100点満点で評価し、60点以上で合格とする。
ただし、試験70%、予習15%、演習課題15%とし、年間成績が60点未満の場合は再試験を実施することがある。予習の状況が芳しくない場合は、再試験の対象外とする。
試験は計6回(定期試験4回+確認テスト2回)実施し、総得点/満点×70点とする。

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 ガイダンス
定積分の応用
定積分の応用、速度や加速度などの意味を理解し、求めることができる。
2週 曲線の媒介変数表示曲線と微分法 曲線の媒介変数表示を理解している。曲線の媒介変数表示を理解し、微分できる。接線の方程式を求めることができる。
3週 曲線の媒介変数表示と積分法、演習
媒介変数表示で表された曲線で囲まれた図形の面積を求めることができる。
曲線の長さを求めることができる。
4週 極座標と極方程式、確認テスト
極座標と直交座標の関係を理解している。
5週 試験の解説、極方程式と積分法 極方程式で表された図形の面積、曲線の長さを求めることができる。
6週 不定形の極限、広義積分、演習 不定形を理解し、極限を求めることができる。広義積分をすることができる。
7週 高次導関数、まとめと演習 高次導関数の計算ができる。
8週 前期中間試験 前期中間試験
2ndQ
9週 試験の解説、べき級数 べき級数の収束半径について理解する。基本的な関数のべき級数展開を求めることができる。
10週 テイラーの定理とテイラー展開、マクローリン多項式と関数の近似、演習 基本的な関数のテイラー展開を求めることができる。マクローリン多項式を利用して、近似値を計算することができる。
11週 2変数関数、偏導関数 2変数関数について理解する。2変数関数の極限を計算することができる。偏微分係数について理解する。偏導関数を計算することができる。
12週 演習、確認テスト
13週 試験の解説、合成関数の導関数および偏導関数、接平面 合成関数の導関数および偏導関数を計算することができる。
接平面の意味が理解でき、計算することができる。
14週 全微分と近似、2変数関数の極値と極値の判定法 全微分の意味が理解でき、全微分による近似値が計算できる。極値を取りうる点を求めることができる。極値を判定することができる。
15週 陰関数の微分法、まとめと演習 陰関数の微分が計算できる。
16週 前期期末試験
後期
3rdQ
1週 試験の解説、条件付き極値問題 条件付き極値問題が解ける。
2週 2重積分 2重積分の意味を理解している。
3週 2重積分の累次積分 2重積分を累次積分に書き換え計算することができる。2重積分の順序交換ができる。
4週 2重積分の変数変換 線形変換や極座標への変数変換を用いた2重積分を計算することができる。
5週 2重積分の応用 2重積分を用いて、基本的な立体の体積を求めることができる。
6週 微分方程式 微分方程式、勾配の場について理解している。
7週 まとめと演習 条件付き極値を求めることができる。2重積分の基本的な計算と応用ができる。
8週 後期中間試験
4thQ
9週 試験の解説、変数分離形 変数分離形の微分方程式が解くことができる。
10週 線形微分方程式 定数係数1階線形微分方程式を解くことができる。
11週 演習 定数係数1階線形微分方程式を解くことができる。
12週 斉次2階線形微分方程式 斉次定数係数2階線形微分方程式を解くことができる。
13週 非斉次2階線形微分方程式、 非斉次定数係数2階線形微分方程式を解くことができる。
14週 2階線形微分方程式の応用 2階線形微分方程式の応用ができる。
15週 まとめと演習 1階、2階の基本的な微分方程式を解くことができる。
16週 後期期末試験

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前2
簡単な場合について、曲線の長さを定積分で求めることができる。3前3,前5
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前11
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前13
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前14
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前14
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後2,後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後4
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後5
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後6,後9,後10
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。3後10,後11
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後12
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前10
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前10
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前10

評価割合

試験予習演習課題など合計
総合評価割合701515100
基礎的能力701515100
専門的能力0000
分野横断的能力0000