到達目標
1. 数値の表現方法が誤差に関係することが理解でき、数値計算で生じる誤差を理解できる。 A①②, B①, C① ,SA①②, SB①, SC①
2. 関数近似と関数補間の説明と演習ができる。 A①②, B①, C① ,SA①②, SB①, SC①
3. 高次方程式、連立一次方程式、微分方程式、数値積分、固有値と固有ベクトルの数値計算的解法の説明と演習ができる。 A①②, B①, C① ,SA①②, SB①, SC①
4. 各数値計算的解法を用いたプログラミングを作成できる。 A①②, B①, C① ,SA①②, SB①, SC①
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 |
| 数値計算の必要性 | 数学的な手法だけは、コンピュータを用いて計算処理ができないことを理解し、数値計算という手法が必要であることを原因も含め説明できる。 | 数学的な手法だけは、コンピュータを用いて計算処理ができないこと、数値計算という手法が必要であることをが理解できる。 | 数学的な手法だけは、コンピュータを用いて計算処理ができないことを理解していない。 |
| 数値計算の手法 | 各種数値計算の手法を理解し、概要や原を理説明できる。 | 各種数値計算の手法を基本的に理解しておらず、概要を説明できる。 | 各種数値計算の手法を理解しておらず、説明できない。 |
| プログラミング | 参考資料なしに数値計算に必要なプログラム自力で作成できる。 | 教科書等を参考にすることで数値計算に必要なプログラムを作成できる。 | 数値計算に必要なプログラムを作成できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
準学士課程の教育目標 C① 実験や実習を通じて、問題解決の実践的な経験を積む。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SC① 専門工学の実践に必要な知識を深め、実験や実習を通じて、問題解決の経験を積む。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SD② 専攻分野の専門性に加え、他分野の知識も学習し、幅広い視野から問題点を把握できる。
教育方法等
概要:
C言語によるプログラム演習を通じて、数値積分、関数近似を理解し、高次方程式、連立一次方程式、常微分方程式の数値解法について学ぶことを目的とする。
授業の進め方・方法:
講義で学習した内容やその応用・発展問題に関するレポート、演習問題、プログラミング作成などを行う。
注意点:
前年度までに学習したC言語プログラミングについての理解を深めておくこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
数値計算の基礎 |
誤差の定義、丸め誤差、打切り誤差、桁落ち、情報落ちを理解し、数値計算プログラムが作成できる。
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| 2週 |
高次方程式（１） |
２分法、はさみうち法、ニュートン法による解法プログラムが作成できる。
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| 3週 |
高次方程式（２） |
２分法、はさみうち法、ニュートン法による解法プログラムが作成できる。
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| 4週 |
高次方程式（３） |
２分法、はさみうち法、ニュートン法による解法プログラムが作成できる。
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| 5週 |
連立一次方程式（１） |
ガウスの消去法、掃出法、ヤコビ法、ガウス・ザイデル法を用いた、連立一次方程式の解法プログラムが作成できる。
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| 6週 |
連立一次方程式（２） |
ガウスの消去法、掃出法、ヤコビ法、ガウス・ザイデル法を用いた、連立一次方程式の解法プログラムが作成できる。
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| 7週 |
連立一次方程式（３） |
ガウスの消去法、掃出法、ヤコビ法、ガウス・ザイデル法を用いた、連立一次方程式の解法プログラムが作成できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
固有値と固有ベクトル （１）
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べき乗法、逆べき乗法、ヤコビ法を理解し、固有値と固有ベクトルの数値解法プログラムが作成できる。
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| 10週 |
固有値と固有ベクトル （２）
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べき乗法、逆べき乗法、ヤコビ法を理解し、固有値と固有ベクトルの数値解法プログラムが作成できる。
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| 11週 |
固有値と固有ベクトル （３）
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べき乗法、逆べき乗法、ヤコビ法を理解し、固有値と固有ベクトルの数値解法プログラムが作成できる。
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| 12週 |
補間と近似 |
ラグランジュ補間、最小二乗法による関数近似のプログラムが作成できる。
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| 13週 |
常微分方程式（１） |
オイラー法、ホイン法、ルンゲクッタ法を用いた微分方程式の数値解法プログラムを作成できる。
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| 14週 |
常微分方程式（２） |
オイラー法、ホイン法、ルンゲクッタ法を用いた微分方程式の数値解法プログラムを作成できる。
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| 15週 |
常微分方程式（３） |
オイラー法、ホイン法、ルンゲクッタ法を用いた微分方程式の数値解法プログラムを作成できる。
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| 16週 |
期末試験 |
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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 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 75 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 75 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |