数値計算法

科目基礎情報

学校	大島商船高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	数値計算法
科目番号	0069	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子機械工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	自作プリント
担当教員	平田 拓也

到達目標

計算機を用いた数値計算において，種々の計算方法があることを知る。この科目は学修単位科目のため，家庭内学習が必要な科目である。そのため，授業ごとに課題があり，これを完成させて，レポートとして提出すること。

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	数値計算法の位置づけをアルゴリズムの観点から説明でき，誤差の起因と種類についても説明できる	数値計算法の位置づけをアルゴリズムの観点から説明できる	数値計算法の位置づけをアルゴリズムの観点から説明できない
評価項目2	ニュートン法，はさみうち法を用いて計算できる	ニュートン法，はさみうち法の概念を説明できる	ニュートン法，はさみうち法の概念を説明できない
評価項目3	連立方程式の解法として、ガウス・ジョルダンの消去法、ＬＵ分解法を用いて計算できる	連立方程式の解法として、ガウス・ジョルダンの消去法，ＬＵ分解法が説明できる	連立方程式の解法として、ガウス・ジョルダンの消去法，ＬＵ分解法が説明できない
評価項目4	数値積分法として台形公式法，シンプソン法を用いて計算できる	数値積分法として台形公式法，シンプソン法が説明できる	数値積分法として台形公式法，シンプソン法が説明できない
評価項目5	常微分法方程式の数値解法として，オイラー法，ルンゲ・クッタ法を用いて計算できる	常微分法方程式の数値解法として，オイラー法、ルンゲ・クッタ法が説明できる	常微分法方程式の数値解法として，オイラー法、ルンゲ・クッタ法が説明できない

学科の到達目標項目との関係

JABEE J(03) （数学・自然科学および情報技術の知識を修得し，その知識を専門分野に応用できる専門知識を持ち ものづくりを 完遂する能力）

本校 (1)-c （探究心を養い，身体を鍛え，先人の遺産を学び，新技術を創造できる能力を育成する。）

電子機械 (3)-a （電気電子工学と機械工学に関する高度な知識を有する実践的技術者の育成）

教育方法等

概要:

計算機を用いた種々の数値計算を行う方法を学ぶ。

授業の進め方・方法:

講義と演習が各単元に含まれている。特に演習では，実際に使用することができるようになるため，あるいは，アルゴリズムへの理解を深めるために，数値計算の各アルゴリズムを実装する。

注意点:

(1)C言語の教科書を持参のこと。C言語の基本的な事項(型，配列，四則演算，if文, for文など)は必ず自由に使えるようになっておくこと。
(2)計算機で数値計算を行うためには，プログラムを作成することが必要になり，これが課題レポートとして課されることが主となる。
　 課題点が評価の割合として大きいので，注意すること。

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	数値計算法と計算機での数の扱い	計算機での数の扱いと計算誤差につながる要因を説明できる。
		2週	方程式の解法１	ニュートン法について説明できる。
		3週	方程式の解法２	はさみうち法について説明できる。
		4週	行列の計算１	行列についての基礎事項を説明できる。
		5週	行列の計算２	ガウス・ジョルダン法を説明できる。
		6週	行列の計算３	ＬＵ分解法を説明できる。
		7週	プログラミング演習1	これまでの数値解析に関するＣ言語プログラムが理解できる。
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	多項式による関数補間と近似	ラグランジュ補間法を説明できる。
		10週	数値積分法１	台形公式法を説明できる。
		11週	数値積分法２	シンプソン法を説明できる。
		12週	プログラミング演習2	これまでの数値解析に関するＣ言語プログラムが理解できる。
		13週	常微分方程式の数値解法１	オイラー法を説明できる。
		14週	常微分方程式の数値解法２	ルンゲ・クッタ法を説明できる。
		15週	プログラミング演習3	これまでの数値解析に関するＣ言語プログラムが理解できる。
		16週	期末試験

評価割合

	試験	課題レポート	合計
総合評価割合	50	50	100
専門的能力	50	50	100