電気数学

科目基礎情報

学校 呉工業高等専門学校 開講年度 2019
授業科目 電気数学
科目番号 0234 科目区分 専門 / 選択必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気情報工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 新応用数学 大日本図書
担当教員 板東 能生

到達目標

1. スカラー場とベクトル場の区別ができる
2. スカラー場の勾配・発散・回転が計算できる
3. ベクトル場の勾配・発散・回転が計算できる
4. 線積分の計算ができる
5. 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ベクトル関数が適切に理解でき適切に計算できるベクトル関数が理解でき計算できるベクトル関数が理解でず計算できない
評価項目2スカラー場とベクトル場の発散・回転が適切に計算できるスカラー場とベクトル場の発散・回転が計算できるスカラー場とベクトル場の発散・回転が計算できない
評価項目3線積分・面積分の計算が適切にできる線積分・面積分の計算ができる線積分・面積分の計算ができない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 本科の学習・教育目標 (HB) 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 本科の学習・教育目標 (HC) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
電気工学は工学分野の中でもとりわけ数学を利用することが多い。本科目では,ベクトル解析の基礎的知識を身につける。
授業の進め方・方法:
教科書内容に沿って講義、例題・演習の解説を行う
注意点:
教科書を納得するまで繰り返し読み、教科書の例題や演習問題を必ず解く。繰り返し解くことが重要。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 空間のベクトル 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
2週 外積 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
3週 ベクトル関数 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
4週 曲線 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
5週 曲面 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
6週 勾配 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
7週 中間試験
8週 発散 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
2ndQ
9週 回転とラプラシアン 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
10週 線積分 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
11週 グリーンの定理 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
12週 面積分 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
13週 発散定理 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
14週 ストークスの定理 空間ベクトルを用い、曲線、曲面、勾配、発散、回転をする.線積分、面積分の計算. 空間ベクトルの基本定理
15週 答案返却・解答説明
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角を弧度法で表現することができる。3前2
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前2
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。3前2
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3前2
2点間の距離を求めることができる。4前1
2つの直線の平行・垂直条件を利用して、直線の方程式を求めることができる。4前1
簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。3前1
簡単な場合について、不等式の表す領域を求めたり領域を不等式で表すことができる。3前1
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。4前3
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。4前3
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。4前5
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。4前5
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。4前5
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。4前6
逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。4前6
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。4前6
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。3前3
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。3前3
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。3前3
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。4前8
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。4前8
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。4前8
合成関数の導関数を求めることができる。4前8
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。4前8
逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。4前8
関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。3前9
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。3前9
簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。3前9
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9
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。3前5
置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。3前5
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。3前5
分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。3前5
簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。4前12
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。4前12
簡単な場合について、立体の体積を定積分で求めることができる。4前12
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11
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11
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11
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。4前12
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。4前12
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。4前12

評価割合

試験演習相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力80200000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000