授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32904:[2025 春セメスター]応用数学Ⅰ(GA) 2025 春セメスター 木3 理工学部 徳田 功 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ 202号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

力学の運動方程式に代表されるように、自然現象の理解やその工学的な応用においては、基礎となる方程式は微分方程式となることが多い。また、物理学や工学に限らず、生物や社会現象にも微分方程式が応用されている。本科目では、機械システム系共通の応用数学の柱の一つとして、微分方程式の解法について基礎的な事項を学習する.

受講生の到達目標

・基礎的な1階微分方程式の解を求積法によって求める.
・一般の線形微分方程式の解の構造を理解し、定数係数線形微分方程式の解を求める.
・ラプラス変換の基本関係を理解し、これを用いて定数係数線形微分方程式の解を求める.
・以上に共通する事項として、微積分の計算力を拡充するとともに、解曲線による解の挙動の理解を深める.

事前に履修しておくことが望まれる科目

微積分と線形代数の基礎知識が必要である.

授業スケジュール

授業回数/
担当教員(複数担当の場合)
テーマ
キーワード・文献・補足事項等

+ R授業は講義内容の予備知識について事前学習する内容で第1回授業の前に実施します。詳細はmanaba+Rのコンテンツにて指⽰します。manaba+Rの早期利⽤申請を⾏い、初回授業までにアクセスして指⽰を確認して下さい。

0

微分方程式の導入(+ R授業)

微分・積分の復習、微分方程式の例、微分方程式をめぐる諸概念

1

1階変数分離形微分方程式

2

1階同次形微分方程式(1)

3

1階同次形微分方程式(2)

4

1階線形微分方程式

線形・非線形、重ね合わせの原理、定数変化法

5

ベルヌイの微分方程式

非線形項の置換

6

完全微分方程式、積分因子

全微分、完全微分の条件、積分因子

7

定数係数2階同次形線形微分方程式

特性方程式、複素数に関するオイラーの公式

8

非同次形線形微分方程式(1)

定数変化法

9

非同次形線形微分方程式(2)

未定係数法

10

ラプラス変換による解法(1)

ラプラス変換の定義,ラプラス変換の演算法則

11

ラプラス変換による解法(2)

たたみ込み、単位ステップ関数、デルタ関数

12

ラプラス逆変換

部分分数展開

13

ラプラス変換の微分方程式への応用

14

微分方程式の応用:調和振動、共振

授業実施形態

第1回〜15回を対面授業にて実施

授業外学習の指示

14回の対面授業の理解度を確認するための小テストをmanaba+Rで実施.区切りごとにレポート出題.

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験(筆記) 50

60分4題,持ち込みなし,講義で扱う例題やレポートと同レベル

レポート試験
(統一締切日を締切とするレポート)
0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
(日常的な授業における取組状況の評価)
50

毎授業回の小テスト,4回程度のレポート

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

manaba+Rの早期履修登録を行うこと.

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
新版 微分方程式入門 古屋 茂 サイエンス社 9784781908175

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
基礎解析学コース 微分方程式 矢野 健太郎,石原 繁 裳華房 9784785310868
基礎解析学コース 応用解析 矢野 健太郎,石原 繁 裳華房 9784785310974
なっとくする微分方程式 小寺 平治 講談社 9784061545212
常微分方程式の解き方 柳原二郎、西尾和宏他3名 森北出版 9784627049710
インフィニティ・パワー: 宇宙の謎を解き明かす微積分 S. ストロガッツ著, 徳田 功訳 丸善出版 978-4621304907

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

その他(教員より別途指示)

備考


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