南山大学

 
指定
期間
春学期
単位
年次
3〜4
担当者
小藤 俊幸
他の科目との関連 微積分学II、線形代数学II、数値解析
他学科履修
副題 常微分方程式の解法
授業概要 常微分方程式は、時間的に変化する現象を記述する最も基本的な数理モデルである。理学、工学などの自然科学の分野のみならず、社会科学などの幅広い分野で用いられている。本講義では、微積分学、線形代数学の応用の観点から、微分方程式の解法について解説する。実用上重要であるコンピュータによる近似解法(数値解法)についても紹介する。
学修目標 1. 微分方程式の応用例を知っている。
2. 基本的な線形方程式が解ける。
3. 平衡解の安定性解析の手法を知っている。
4. 代表的な数値解法であるルンゲ・クッタ法を知っている。
授業計画 第1週 微分方程式によるモデリング
第2週 1階線形方程式(定数変化法)
第3週 複素数値の指数関数
第4週 2階線形方程式
第5週 熱伝導方程式(フーリエの方法)
第6週 線形連立方程式(行列の対角化の応用)
第7週 線形連立方程式(行列の指数関数)
第8週 変数分離形の方程式
第9週 初期値問題の一意存在
第10週 微分方程式の平衡解の安定性
第11週 安定性解析の応用
第12週 コンピュータによる近似解法
第13週 ルンゲ・クッタ法
第14週 第1週〜第13週のまとめ
第15週 定期試験
授業時間外の学習(準備学習など) 1. 授業の前準備として、「微積分学II」(微分方程式)、「線形代数学II」(行列の固有値)について復習しておくこと。
2. 【授業計画】を参照して、テキストの該当部分の予習をしておくこと。
評価方法 授業中の演習のレポート20%、定期試験80%で評価する。
テキスト 三井斌友、小藤俊幸「常微分方程式の解法」共立出版(一部、配付資料で補う)
その他 この科目は、次のJABEE対応コース「情報技術専修コース(情報通信学科・情報システム数理学科)」の学習・教育目標に対応する(小項目:C-2)