微分方程式

科目基礎情報

学校 鹿児島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 微分方程式
科目番号 0008 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 建設工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材
担当教員 熊谷 博

到達目標

微分方程式を工学に応用できることを目標とする。そのために必要とする知識を習得する。

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
微分方程式の例や微分方程式の解が理解でき、微分方程式の用語の説明ができる。様々な問題から微分方程式を導出できる。微分方程式の解の状態を理解でき、微分方程式の用語の説明ができる。基本的な問題から微分方程式を導出できる。微分方程式の解の状態を理解でき、微分方程式の用語の説明ができる。基本的な問題から微分方程式を導出できず、微分方程式の解の状態を理解できない。また、微分方程式の用語の説明ができない。
変数分離形,同次形の微分方程式が解ける。様々な変数分離形や同次形の微分方程式が解ける。標準的な変数分離形や同次形の微分方程式が解ける。適当な変数変換によって、基本的な変数分離形や同次形の微分方程式が解ける。基本的な変数分離形や同次形の微分方程式が解ける。
1階線形微分方程式,ベルヌイの微分方程式,リッカチの微分方程式が解ける。様々な1階線形微分方程式が解ける。また、標準的なベルヌイの微分方程式やリッカチの微分方程式が解ける。標準的な1階線形微分方程式が解ける。また、基本的なベルヌイの微分方程式やリッカチの微分方程式が解ける。基本的な1階線形微分方程式が解ける。また、基本的なベルヌイの微分方程式やリッカチの微分方程式が解けない。
完全微分方程式が解ける。多少複雑な完全微分方程式が解ける。基本的な完全微分方程式が解ける。基本的な完全微分方程式が解けない。
クレロ―の微分方程式,ラグランジュの微分方程式が解ける。多少複雑なクレロ―の微分方程式やラグランジュの微分方程式が解ける。基本的なクレロ―の微分方程式やラグランジュの微分方程式が解ける。基本的なクレロ―の微分方程式やラグランジュの微分方程式が解けない。
定数係数2階線形微分方程式が解ける。ラプラス変換を用いて、様々な定数係数2階線形微分方程式の初期値問題が解ける。ラプラス変換を用いて、標準的な定数係数2階線形微分方程式の初期値問題が解ける。ラプラス変換を用いて、基本的な定数係数2階線形微分方程式の初期値問題が解ける。
整級数を用いて2階線形微分方程式を解くことができる。また、オイラーの微分方程式も解くことができる。整級数を用いて、様々な2階線形微分方程式をとくことができる。また、様々なオイラーの微分方程式を解くことができる。整級数を用いて、基本的な2階線形微分方程式をとくことができる。また、基本的なオイラーの微分方程式を解くことができる。整級数を用いて、基本的な2階線形微分方程式をとくことができない。また、基本的なオイラーの微分方程式を解くことができない。
簡単な連立微分方程式が解ける。様々な連立微分方程式が解ける。基本的な連立微分方程式が解ける。基本的な連立微分方程式が解けない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達目標 3-1 説明 閉じる
JABEE(2012)基準 1(2)(c) 説明 閉じる
教育プログラムの科目分類 (2)① 説明 閉じる

教育方法等

概要:
微分方程式は自然科学や工学などでよく取り扱われている。
授業の進め方・方法:
工学で用いられる1階微分方程式の解法、2階微分方程式の解法、連立微分方程式の解法を講義形式で行う。
注意点:
(1) 受講後は問題集などで問題を解き,具体的な問題の解法を習得すること。
(2) 解けない問題やわからない項目などは担当教員に質問を行うこと。

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 準備 微分方程式の例,微分方程式の解,微分方程式の用語の説明ができる。
2週 求積法(1) 変数分離形,同次形の微分方程式が解ける。
3週 求積法(2) 1階線形微分方程式,ベルヌイの微分方程式,リッカチの微分方程式が解ける。
4週 求積法(3) 完全微分方程式が解ける。
5週 求積法(4) クレロ―の微分方程式,ラグランジュの微分方程式が解ける。
6週 線形微分方程式(1) 定数係数2階斉次線形微分方程式が解ける。
7週 線形微分方程式(2) 定数係数2階斉次線形微分方程式が解ける。
8週 線形微分方程式(3) オイラーの微分方程式が解ける。
2ndQ
9週 線形微分方程式(4) 整級数を用いて2階線形微分方程式が解ける。
10週 線形微分方程式(5) 整級数を用いて2階線形微分方程式が解ける。
11週 線形微分方程式(6) 整級数を用いて2階線形微分方程式が解ける。
12週 線形微分方程式(7) 整級数を用いて2階線形微分方程式が解ける。
13週 連立微分方程式(1) 簡単な連立微分方程式が解ける。
14週 連立微分方程式(2) 簡単な連立微分方程式が解ける。
15週 定期試験 授業項目に対して到達度を確認する。
16週

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合8020100
基礎的能力8020100