数学II(基礎数学線形代数)

科目基礎情報

学校 熊本高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 数学II(基礎数学線形代数)
科目番号 LK2204B 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 人間情報システム工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 高遠節夫ほか「新 基礎数学 改訂版」大日本図書/高遠節夫ほか「新 線形代数 改訂版」大日本図書
担当教員 石原 秀樹

到達目標

1.図形と式 … 線分の長さ、直線の方程式に関して理解できる。楕円、双曲線、放物線の図形的な意味、接線の意味や、不等式の表す領域の図示に関して理解できる。
2.ベクトル … ベクトル (平面・空間) の定義と演算、成分表示、内積の定義と応用、ベクトルの図形への応用 (内分・外分点の座標、2直線が平行・直交するための条件を含む) に関して理解できる。

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・線分の長さ、直線の方程式に関して理解し応用できる。・線分の長さ、直線の方程式を求めることができる。・線分の長さを求めることや、直線の方程式を求めることができない。
評価項目2・楕円、双曲線、放物線の図形的な意味、接線に関して理解し応用できる。 ・不等式の表す領域の図示に関して理解し応用できる。・楕円、双曲線、放物線の方程式、接線の方程式を求めたり、グラフをかくことができる。 ・不等式の表す領域を図示できる。・楕円、双曲線、放物線の方程式を求めること、接線の方程式を求めることや図示することができない。 ・不等式の表す領域を図示することができない。
評価項目3・平面上のベクトルの定義と演算、成分表示、内積に関して理解し応用できる。・平面上及び空間上のベクトルの演算、成分表示、内積の計算ができる。 ・内分・外分点の座標を求めることができる。・平面上及び空間上のベクトルの演算、成分表示、内積の計算ができない。 ・内分・外分点の座標を求めることができない。
評価項目4・図形のベクトル方程式に関して理解し応用できる。 ・2直線が平行・直交するための条件に関して理解し応用できる。 ・線形独立、線形従属に関して理解し応用できる。・図形のベクトル方程式を求めることができる。 ・2直線が平行・直交するための条件を求めることができる。 ・線形独立、線形従属に関して理解できる。・図形のベクトル方程式を求めることができない。 ・2直線が平行・直交するための条件を求めることができない。 ・線形独立、線形従属に関して理解できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
1年次開講の数学I の履修を前提としている。また3年次開講の線形代数の基礎科目となる。
まず、数学の基礎をなす事柄として、1年次で学んだ内容に加え、座標平面における直線や2次曲線を取り上げる。
また、線形代数と呼ばれる分野の基礎となる「ベクトル」について学習する。ベクトルは工学や自然科学の様々なところに応用されている。
授業の進め方・方法:
基本的に以下のような講義および演習の授業とする。
(1) 授業スライド等を用いた授業内容の解説
(2) 演習プリントを用いた問題演習及び課題提出
問題を解いてみてわからないところは、学生同士の教え合いや担当者へ質問することにより、自ら積極的に解決してもらう。
また、発展的な内容について、授業中に参考資料を提示し、自ら学びを深めてもらい、その内容について定期試験で問うことがある。
注意点:
数学II (基礎数学線形代数) の評価は、定期試験(60%)と課題・小テスト等(40%)で行い、60%以上で目標達成とする。
なお、到達目標を達成できなかった学生に対しては再学習を課し、その後、再度到達度を確認するための試験を実施することがある。
数学IIは、微分積分と基礎数学線形代数の2つの内容からなる合わせて6単位の科目であり、共に3年次以降で必要な内容である。
数学IIの評価は、微分積分と基礎数学線形代数の評価を総合的に判断し、微分積分の点数Aと基礎数学線形代数の点数Bによって以下のように算出する。
・AとBの両方が60点以上の場合、(2A+B)/3とする。
・AとBの少なくとも一方が60点未満の場合、(2A+B)/3と59の小さい値とする。

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

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 2点間の距離と内分点 2点間の距離と内分点、外分点の座標を求めることができる。
2週 直線の方程式 直線の方程式を計算できる。
3週 2直線の関係 2直線間の平行、垂直関係を調べられる。
4週 円の方程式 円の方程式を求められる。
5週 いろいろな2次曲線(1) 楕円の性質を理解し、方程式を求めることができる。
6週 いろいろな2次曲線(2) 双曲線、放物線の性質を理解し、方程式を求めることができる。
7週 総合演習
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 答案返却 前期中間試験の答案返却と振り返り
10週 2次曲線の接線 2次曲線の接線を求めることができる。
11週 不等式と領域 不等式の表す領域を図示することができる。
基本的な線形計画法を理解できる。
12週 ベクトル ベクトルとスカラーの違いや基本となる用語について理解できる。
13週 ベクトルの演算 ベクトルの演算(加法、スカラー積)について理解し、それら性質を用いた計算が行える。
14週 ベクトルの成分 ベクトルの成分表示を理解し、ベクトルの大きさが求めることができる。
15週 前期定期試験
16週 答案返却 前期定期試験の答案返却と振り返り
後期
3rdQ
1週 ベクトルの内積 ベクトルの内積について図形的に理解し、成分による計算ができる。
2週 ベクトルの平行と垂直 ベクトルの平行・垂直条件について理解し、利用することができる。
3週 ベクトルの図形への応用 位置ベクトルについて理解し、図形へ応用できる。
4週 直線のベクトル方程式 方向ベクトル、法線ベクトルを理解し、直線のベクトル方程式を求めることができる。
5週 円のベクトル方程式 円のベクトル方程式を求めることができる。
6週 平面のベクトルの線形独立・線形従属 ベクトルの線形結合、平面ベクトルの線形独立・線形従属について理解し、図形に応用できる。
7週 総合演習
8週 後期中間試験
4thQ
9週 空間座標、ベクトルの成分 空間座標でのベクトルの概念を理解し、成分表示を含めた、空間ベクトルの演算が行える。
10週 ベクトルの内積 空間ベクトルの内積の計算ができる。
11週 直線の方程式 空間座標における方向ベクトルと法線ベクトルを理解し、直線の方程式を求めることができる。
12週 平面の方程式 空間座標における方向ベクトルと法線ベクトルを理解し、平面の方程式を求めることができる。
13週 球面の方程式 空間座標における球面の方程式を求めることができる。
14週 空間のベクトルの線形独立・線形従属 空間ベクトルの線形独立・線形従属について理解し、図形に応用できる。
15週 後期定期試験
16週 答案返却 後期定期試験の答案返却と振り返り

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

試験課題・小テスト合計
総合評価割合6040100
基礎的能力6040100
専門的能力000
分野横断的能力000