数値計算法

科目基礎情報

学校 岐阜工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 数値計算法
科目番号 0046 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 佐藤次男,中村理一郎,「問題解決のためのCプログラミング」,コロナ社,2000.
担当教員 片峯 英次

目的・到達目標

以下の各項目を身につけることを目標とする.
① 数値計算法の基礎となる,配列等を利用したアルゴリズムに基づく簡単なプログラムが作成できる.
② 非線形方程式の解法を理解し,これを利用して工学上の問題が解ける.
③ 数値積分の方法を理解し,これを利用して工学上の問題が解ける.
④ 行列演算に基づく連立方程式の解法を理解し,これを利用して工学上の問題が解ける.
⑤ 常微分方程式の解法を理解し,これを利用して工学上の問題が解ける.

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数値計算法の基礎となる,配列等を利用したアルゴリズムに基づく簡単なプログラムを正確に作成できる。数値計算法の基礎となる,配列等を利用したアルゴリズムに基づく簡単なプログラムを作成できる。数値計算法の基礎となる,配列等を利用したアルゴリズムに基づく簡単なプログラムが作成できない。
評価項目2非線形方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,正確に解くことができる。非線形方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,解くことができる。非線形方程式の解法の説明,および,これを利用した工学上有用な課題ができない。
評価項目3数値積分の方法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,正確に解くことができる。数値積分の方法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,解くことができる。数値積分の方法の説明,および,これを利用した工学上有用な課題ができない。
評価項目4行列演算に基づく連立方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,正確に解くことができる。行列演算に基づく連立方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,解くことができる。行列演算に基づく連立方程式の解法の説明,および,これを利用した工学上有用な課題ができない。
評価項目5常微分方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,正確に解くことができる。常微分方程式の解法を説明でき,これを利用して工学上有用な課題を設定し,解くことができる。常微分方程式の解法の説明,および,これを利用した工学上有用な課題ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本授業では,1学年から3学年時の数学,2学年および3学年時の情報処理Ⅰに基づいた数値計算法を学び,工学的問題を数値解析する能力を身につけることを目標とする.
授業の進め方と授業内容・方法:
授業では教科書に沿って説明,演習を実施する.
英語導入計画:なし
注意点:
授業内容を確実に身につけるために,予習と復習を十分に行うこと.演習は数値解析を行うので,そのプログラミングを含めた情報処理Ⅰの復習を十分に実施しておくこと.
理解を深めるために,例題,演習問題等に対して必ず自らの手でプログラミングを行い,作成したプログラムのコンパイルにおけるエラー解決を通してプログラミング能力を身につけること.
また,実際のプログラムが計算アルゴリズム通りに実施されているか,簡単な数値例に対して,電卓を用いた計算(あるいは手計算)によって途中計算過程を確認すること.
 授業に関する補足資料,演習問題等をLMSに準備している.
岐阜高専ディプロマポリシー:(E)

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・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス,数値計算の誤差(ALのレベルC) 教科書例題 7.1, 7.2 など指定した課題
2週 演習(アルゴリズムと統計処理)(ALのレベルC) 教科書例題 3.1, 3.3, 3.4, 3.5, 3.7, 3.9, 3.10, 3.13, 3.14 など指定した課題
3週 同上 同上
4週 代数方程式,数値積分(ALのレベルC) 教科書例題 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, p.195 問題[2], [3]など指定した課題
5週 演習(代数方程式,数値積分)(ALのレベルC) 同上
6週 同上 同上
7週 同上 同上
8週 演習(行列の計算)(ALのレベルC) 教科書例題 4.1, 4.2, p.112 問題[1], [2]など指定した課題
4thQ
9週 連立方程式の解法(ALのレベルC) 教科書例題 4.3, 4.4, 4.5, 4.7, 4.9, p.112 問題[3]など指定した課題
10週 演習(連立方程式の解法)(ALのレベルC) 同上
11週 同上 同上
12週 常微分方程式の解法(オイラー法,ルンゲ・クッタ法)(ALのレベルC) 教科書例題 7.10, 7.11, 7.12, 7.13, p.195 問題[4]など指定した課題
13週 演習(常微分方程式の解法)(ALのレベルC) 同上
14週 同上 教科書例題 7.14, 7.15, p.195 問題[6]など指定した課題
15週 期末試験
16週 数値計算法のまとめ

評価割合

試験課題提出合計
総合評価割合5545100
得点5545100
専門的能力000