総合数学演習

科目基礎情報

学校 津山工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 総合数学演習
科目番号 0055 科目区分 専門 / 必修
授業形態 演習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 総合理工学科(先進科学系) 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 問題集:松田 修 著 理工学の基礎数学演習ノート(電気書院)
担当教員 島田 悠彦

到達目標

これまで学習してきた数学の内容を総合的な理解の中で確実にし,専門科目での応用力に繋げていくことを目的 とする。
1.線形変換の定義を理解している。
2.合成変換と逆変換を求めることができる。
3.平面内の回転を表す線形変換を求めることができる。
4.2次以上の導関数を求めることができる。
5.関数の媒介変数表示を理解し,その導関数を計算できる。
6.基本的な曲線で囲まれた図形の面積を求めることができる。
7.いろいろな曲線の長さを求めることができる。
8.基本的な立体の体積を求めることができる。

ルーブリック

不可
評価項目1初等関数の性質が理解でき,応用問題が解ける。初等関数の性質が理解でき,基礎的な問題が7割程度解ける。初等関数の性質が理解でき,基礎的な問題が6割程度解ける。初等関数の性質が理解でき,基礎的な問題が解けない。
評価項目2線形代数が理解でき,応用問題が解ける。線形代数が理解でき,基礎的な問題が7割程度解ける。線形代数が理解でき,基礎的な問題が6割程度解ける。線形代数が理解でき,基礎的な問題が解けない。
評価項目3微分法が理解でき,応用問題が解ける。微分法が理解でき,基礎的な問題が7割程度解ける。微分法が理解でき,基礎的な問題が6割程度解ける。微分法が理解でき,基礎的な問題が解けない。
評価項目4積分法が理解でき,応用問題が解ける。積分法が理解でき,基礎的な問題が7割程度解ける。積分法が理解でき,基礎的な問題が6割程度解ける。積分法が理解でき,基礎的な問題が解けない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
一般・専門の別:専門 

学習の分野:数学・物理

基礎となる学問分野:数物系科学/数学/基礎解析学

学習教育目標との関連:本科目は「③基礎となる専門性の深化」に相当する科目である。

授業の概要: これまで個別に学んできた数学を整理し,関数とグラフ,微分積分,線形代数等の単元を総合的に学び直し,演習によって総合力を定着させる。
授業の進め方・方法:
前期前半は,行列の応用を学習する。その後は,ほぼ毎時間,与えられた演習問題を解いていく。必要事項は解説する。夏休み,冬休みには課題に取り組み順次提出する。後期前半は,微分積分の応用を学習する。

4回の定期試験と学習到達度試験(同等に評価し50%)とレポート(50%)の合計で評価する。成績等によっては,再試験を行う(レポート課題を課す)こともある。再試験は80点を上限として本試験と同様に評価する。試験には教科書・ノート等の持ち込みを許可しない。
注意点:
履修上の注意:学年の課程修了のために,本科目履修(欠課時間数が所定授業時間数の3分の1以下)が必須である。

履修のアドバイス:事前に行う準備学習は,特になし。演習では間違えながら学ぶ姿勢がよい。最初は間違えてもよいのでまず手を動かして計算してみること。専用のノートを用意して自分の間違いや理解の進展を記録することを薦める。

基礎科目:基礎数学(1年),基礎数学演習(1),微分積分Ⅰ(2),基礎線形代数(2),総合理工演習(2)

関連科目:微分積分Ⅱ(3年),基礎微分方程式(3),一般物理学(3),力学Ⅰ(3),応用数学Ⅰ(4),応用数学Ⅱ(4),現代数学(5),複素解析(5),専門科目多数

受講上のアドバイス:授業開始時刻に遅れた場合,20分までは遅刻,それ以降は欠課として扱う。

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
必履修

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,行列の応用 [線形変換] 線形変換について概観する。
2週 行列の応用 [線形変換1] 線形変換の基本を理解する。
3週 行列の応用 [線形変換2] 線形変換の応用を理解する。
4週 行列の応用 [固有値とその応用1] 固有値の基本的性質を理解する。
5週 行列の応用 [固有値とその応用2] 固有値の役割と応用を理解する。
6週 行列の応用 [固有値とその応用3] 行列の対角化を理解する。
7週 線形代数の基本確認 線形代数の有用性を理解する。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 答案の返却と解説,三角関数の総合確認 三角関数の性質を理解し問題が解ける。
10週 指数関数,対数関数の総合確認 指数関数,対数関数の性質を理解し問題が解ける。
11週 2次曲線の総合確認 2次曲線の性質を理解し問題が解ける。
12週 線形代数の総合確認1 平面ベクトル,空間ベクトルを理解し問題が解ける。
13週 線形代数の総合確認2 行列,行列式に関連した問題が解ける。
14週 線形代数の総合確認3 固有値と固有ベクトルに関連した問題が解ける。
15週 前期末試験
16週 答案の返却と解説,総合演習 基本事項確認
後期
3rdQ
1週 微分法の総合確認1 微分係数を理解し計算できる。
2週 微分法の総合確認2 積・商・合成関数を含む複雑な微分を計算できる。
3週 積分法の総合確認1 様々な不定積分を計算できる。
4週 積分法の総合確認2 様々な長さ・面積・体積を計算できる。
5週 微分の応用 微分の応用を理解しグラフの概形を描くことができる。
6週 微分・積分の応用 [媒介変数表示,極座標,広義積分など] 媒介変数表示,極座標,広義積分を理解し計算できる。
7週 後期中間試験
8週 答案の返却と解説,総合演習1 基本事項確認
4thQ
9週 総合演習2 微分方程式の演算子法と固有値問題を理解する。
10週 総合演習3 線形微分方程式の一般解を線形代数の枠組みで理解する。
11週 総合演習4 非同次微分方程式の特殊解を演算子法で計算できる。
12週 総合演習5 偏微分の計算に慣れて計算ができる。
13週 総合演習6 重積分の計算に慣れて計算ができる。
14週 総合演習7 ガウス積分を含む様々な重積分が計算できる。
15週 学年末試験
16週 答案の返却と解説,総合演習8 基本事項確認

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

試験発表相互評価態度ポートフォリオ課題合計
総合評価割合50000050100
基礎的能力0000000
専門的能力50000050100
分野横断的能力0000000