工学部基礎数学科目

科目名 学年 教育の目的 備考
数学の考え方 1年前期 工学においては、状況の観察、問題点の抽出と判断、理論の構築と様々な能力が要求される。そこで、高等学校であまり触れられていない論理的な考え方を習得することがこの授業の目的である。内容は理学・工学の基礎として重要な線形代数学を題材にとり、定理とその証明を解説し、それにより理論体系とその構築過程を理解する能力を養う。
数学解析T 1年前期 工学の専門科目を学習する際に、数学における基本的な定義や定理の意味を理解し、それらを正しく使い、基礎的な計算ができることは必要不可欠である。本講義では特に、1変数の微積分における基本的な定義・定理について講義を行い、工学の専門科目を学習する際に必要となる微積分の基礎的な能力を育成することを目的とする。
線形代数 1年後期 線形代数学の理論は物理学における基本的な概念の記述に必要であるが、最近では計算機支援による微分方程式の解法及びコンピューターグラフィックスへの応用等、工学の各分野で幅広く使用され、その方法を習得することが要求されている。ただ、数学を道具として使う際、最も重要なことは公式の使い方を覚えるのではなく、その根底にある基本的な考え方を十分に理解することが応用する上で大切となる。この授業はその点にも考慮しながら講義を行う。
数学解析U 1年後期 工学の専門科目を学習する際に、数学における基本的な定義や定理の意味を理解し、それらを正しく使い、基本的な計算ができることは必要不可欠である。本講義では特に、数学解析Tの内容を習得していることを前提に、2変数の偏微分・重積分を中心に多変数の微積分における基本的な定義・定理について講義を行い、工学の専門科目を学習する際に必要となる微積分の基礎的な能力を育成することを目的とする。
応用数学T 2年前期 工学上重要な現象を解析する上で、重責分に習熟し、現象を記述する常微分方程式を具体的に解き、解の性質を解明することは重要不可欠である。計算機に頼らず、重責分の計算と常微分方程式を解く能力を育成する。
数学解析V 2年後期 工学のあらゆる場面で登場する複素解析を身に付けるため、複素数の基本的な性質から始めて、複素関数の持つ性質を理解し、応用上必要な複素関数の線積分とその応用の習得を目的とする。 電気電子工学科は3年前期(要確認)
応用数学U 2年後期 自然界で観察される現象を記述したものや工学全般で扱われるモデルの多くは微分方程式や積分方程式の形で記述される。その解法としては、応用数学Tの内容の求積法、及び本授業の内容のフーリェ解析、ラプラス変換がある。この手法を物理や工学の学生は誰でも数学の道具として習得しておく必要がある。専門分野に関わる具体的な現象についての例題は他の授業科目に譲り、この科目では一般的な解法と理論的な部分を講義する。

大学院工学研究科

科目名 学年 教育の目的 備考
非線形力学系 博士前期1年 自然現象を記述するものとして扱われる非線形偏微分方程式について、その解構造を力学系の立場から理解するために相平面法等の方法論を講義する。
非線形数理モデル 博士後期1年 非線形現象を解析する上で重要となるモデル方程式の導出とその数理的解析を講述する。

単元とその演習問題

  数学の考え方

第1回

ガイダンスと確認テスト

解答

第2回

ベクトル基本事項と計算

解答

第3回

ベクトルの内積と外積

解答

第4回

行列と行列式の計算

解答

第5回

基底と一次変換

解答

第6回

一次変換の行列表示

解答

第7回

固有値と固有ベクトル

解答

第8回

中間試験

解答

第9回

自然数と数学的帰納法

解答

第10回

数列

解答

第11回

関数の性質

解答

第12回

三角関数と逆三角関数

解答

第13回

関数の極限

解答

第14回

関数の微分

解答

第15回

合成関数の微分

解答

第16回

定期試験

解答

     

  数学解析T

第1回

ガイダンスと数学の考え方の復習

第2回

三角関数と逆三角関数

解答

第3回

関数の連続性と微分

解答

第4回

対数・指数関数の微分

解答

第5回

逆三角関数の微分

解答

第6回

ロピタルの定理

解答

第7回

マクローリン・テーラー展開

解答

第8回

曲線の概形

解答

第9回

不定積分

解答

第10回

中間試験

解答

第11回

有理関数の不積分

解答

第12回

無理関数の不定積分

解答

第13回

定積分の定義

解答

第14回

部分積分と置換積分

解答

第15回

広義積分と全体のまとめ

解答

第16回

定期試験

   

  線形代数

第1回

行列の計算

解答

第2回

連立1次方程式の解法と逆行列の計算

解答

第3回

行列の階数

解答

第4回

行列式の定義

解答

第5回

行列式の計算

解答

第6回

中間試験

解答

第7回

ベクトル空間

解答

第8回

ベクトルの1次独立性

解答

第9回

ベクトル空間の次元と基底

解答

第10回

線形写像とその行列表現

解答

第11回

基底の変換

解答

第12回

固有値と固有ベクトル

解答

第13回

行列の対角化

解答

第14回

まとめ

解答

第15回

解答

第16回

定期試験

解答

  数学解析U

第1回

確認テストとガイダンス

解答

第2回

2変数関数の極限と連続性

解答

第3回

偏微分と接平面

解答

第4回

合成関数の偏微分と高階微分

解答

第5回

テーラーの定理

解答

第6回

陰関数の極値

解答

第7回

2変数関数の極大・極小

解答

第8回

中間試験

解答

第9回

曲線の長さ

解答

第10回

重積分の定義

解答

第11回

積分の順序交換

解答

第12回

置換積分

解答

第13回

曲面積の計算

解答

第14回

重積分のまとめ

解答

第15回

解答
第16回

定期試験

解答

  応用数学T

第1回

解答

第2回

解答

第3回

解答

第4回

解答

第5回

解答

第6回

解答

第7回

解答

第8回

解答

第9回

解答

第10回

解答

第11回

解答

第12回

解答

第13回

解答

第14回

解答

第15回

解答

第16回

解答

  数学解析V

第1回

複素数

解答

第2回

複素関数

解答

第3回

正則関数

解答

第4回

指数関数・三角関数

解答

第5回

対数関数

解答

第6回

複素積分T

解答

第7回

複素積分U

解答

第8回

コーシーの積分公式

解答

第9回

テーラー展開

解答

第10回

ローラン展開

解答

第11回

留数定理

解答

第12回

実積分の計算T

解答

第13回

実積分の計算U

解答

第14回

まとめ

解答

第15回

解答

第16回

定期試験

  応用数学U

第1回

微分方程式の解法(求積法)

解答

第2回

ラプラス変換と逆ラプラス変換の定義

解答

第3回

ラプラス変換の第1移動

解答

第4回

ラプラス変換の第2移動

解答

第5回

ラプラス変換のたたみこみ

解答

第6回

中間試験

解答

第7回

ラプラス変換の復習

解答

第8回

フーリエ級数の定義

解答

第9回

一般区間のフーリエ級数

解答

第10回

複素フーリエ級数

解答

第11回

フーリエ積分

解答

第12回

フーリエ余弦・正弦変換

解答

第13回

フーリエ変換・逆フーリエ変換

解答

第14回

偏微分方程式への応用

解答

第15回

フーリエ級数とフーリエ変換のまとめ

解答

第16回

定期試験

応用数学教室:辻川 亨