（１）数値計算に関連させて、誤差を説明できる。（２）非線形方程式と連立一次方程式のプログラミング手法を説明できる。（３）最小二乗法と補間法を説明できる。（４）数値積分法を説明できる。
概要:
第2学期開講
データリテラシー（データを読む、説明する、扱う）を含めた数値計算の考え方について理解する。具体的には、数値計算の誤差、非線形方程式の解法、ガウスの消去法・LU分解法、最小二乗法、数値積分、補間法について理解する。
授業の進め方・方法:
配布プリントに基づいて授業を進める。この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として各項目ごとにPythonによるプログラミングの演習課題やレポートを課す。
注意点:
数値計算は，コンピュータを用いた計算をする際には是非とも習得すべき学問である。数値計算を理解することで、プログラミングの基本的な考え方が自然と身に付く。また、プログラミング能力を伸ばすためには必須である。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 2ndQ |
| 9週 |
ガイダンス及びPythonを用いたプログラミング
数値計算による誤差 |
Pythonによる基本的なプログラムが作成できる。
数値計算における誤差について説明できる。
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| 10週 |
非線形方程式の解法
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二分法とニュートンラプソン法について説明できる。
これらの手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 11週 |
連立一次方程式の解法I
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ガウスの消去法について説明できる。
同手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 12週 |
連立一次方程式の解法II |
コレスキー法（LU分解）について説明できる。
同手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 13週 |
最小二乗法 |
最小二乗法について説明できる。
同手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 14週 |
補完法 |
ラグランジュ補間、スプライン補間について説明できる。
これらの手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 15週 |
数値積分 |
台形公式、シンプソンの公式について説明できる。
これらの手法を用いたプログラムを作成できる。
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| 16週 |
期末試験
試験返却及び解説と授業アンケート |
この科目で学習した内容を用いて、問題に解答できる。
試験問題の解説を通して、間違った箇所を正く理解できる。
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| 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 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 4 | |
| 与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 4 | |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 4 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 4 | |
| プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。 | 4 | |
| 変数の概念を説明できる。 | 4 | |
| データ型の概念を説明できる。 | 4 | |
| 制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。 | 4 | |
| 制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。 | 4 | |
| 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 4 | |
| ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 4 | |
| 与えられたソースプログラムを解析し、プログラムの動作を予測することができる。 | 4 | |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 4 | |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。 | 4 | |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。 | 4 | |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを実装できる。 | 4 | |
| 情報数学・情報理論 | コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを説明できる。 | 4 | |
| コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を説明できる。 | 4 | |
| コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。 | 4 | |