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
32686:[2025 秋セメスター]微分方程式論Ⅱ(T2) 2025 秋セメスター 木3 理工学部 藤家 雪朗、渡部 拓也 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス306号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

前半では、フーリエ級数、フーリエ変換の一般的な理論を学ぶ。後半では、ラプラス方程式、熱方程式、波動方程式等の偏微分方程式の解の表示にそれらを応用することを学ぶ。さらに、微分方程式論Ⅰ で学んだ特殊関数との関連について学ぶ。

受講生の到達目標

(1) フーリエ級数展開の理解と具体的な関数に対してフーリエ級数展開ができる。
(2) 熱方程式や波動方程式の解をフーリエ級数を使って表示する事ができる。
(3) 無限区間での熱方程式や波動方程式の解を表示することができる。
(4) 円形膜における波動方程式の解をベッセル関数を使って表示できる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

数学Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,物理数学Ⅰ,Ⅱ 微分方程式論Ⅰ

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授業対象科目。第6回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

1〜 3 渡部拓也

フーリエ級数

フーリエ級数展開の例

ギブス現象

4 〜 5 渡部拓也

一次元熱伝導方程式の解のフーリエ級数に依る解法(固定端)

一次元熱伝導方程式の解のフーリエ級数に依る解法(断熱条件)

6 渡部拓也

一次元波動方程式の解のフーリエ級数に依る解法

波動方程式のダランベールの解

7 ~ 8 藤家雪朗

フーリエ変換

フーリエ変換の基本的性質

9 ~ 10 藤家雪朗

フーリエ変換を使った熱方程式の解の表示

フーリエ変換を使ったポアソン方程式の解の表示

11 〜 12 藤家雪朗

二 次元、 三次元の極座標

二次元、三次元極座標によるラプラシアンの表示

13 藤家雪朗

円形膜の振動方程式の解法

ベッセル関数

14 藤家雪朗

フーリエ変換の応用

フーリエ変換と量子力学

授業実施形態

 原則対面で行う。事情によってはオンラインで講義を行うことがある。

授業外学習の指示

 1。授業内容の復習を重点的に行うこと。
 2。演習問題を自分で解くことにより、理解を深めるように努めること。
 3。必要ならば、微分方程式論 I の復習や微分積分の復習をすること。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験(筆記) 0

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)
100

演習問題のレポートや授業内テストをもとに評価する。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

特に指定しない。講義中随時参照すべき本を挙げる。

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
微分方程式概説(新訂版) 岩﨑千里●楳田登美男 サイエンス社 978-4-7819-1340-7 常微分方程式の解法と偏微分方程式の解法の繋がりが分かり易く書いてある。
微分方程式 長瀬道弘 裳華房 4-7853-1080-4 C3041 P2163E 微分方程式の解の定性的性質が丁寧に述べられている。
フーリエ解析と偏微分方程式 クライツィグ 培風館 4-563-01117-7 例と演習問題が豊富である。

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

コミュニケーションペーパー,学生との直接対話

備考


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URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/