2015年度工学院大学 先進工学部

微分・積分演習(Exercises in Differentiation and Integration)[5225]

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1単位
小林 康麿 非常勤講師  
最終更新日 : 2016/01/21

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性
5. 創成能力

<授業のねらい>
1変数関数の微分積分について学習したことを、演習形式により理解を深める。具体的な内容は、微分法については、べき関数・三角関数・指数関数・対数関数などの初等関数の微分計算、合成関数の微分法とその応用、不定形の極限値、高階導関数とその応用、テイラー展開とその応用などである。積分法については、定積分と不定積分、初等関数の積分計算、置換積分法と部分積分法およびその応用、有理関数の積分計算などである。微分方程式や多変数関数の微分積分などさらに高度な数学を学ぶための基礎となる科目である。

<受講にあたっての前提条件>
高等学校で習った数学が前提である.特に,高等学校で習った関数(2次関数・三角関数・指数関数・対数関数など)の基本的な性質については一通り身に付いているものとして授業を進める.

<具体的な到達目標>
・微分法の公式を組み合わせて、導関数を計算できる。
・関数の高階微分やマクローリン展開を計算できる。
・微分法の公式を逆用して、原始関数を求め、定積分を計算できる。
・定積分の概念を拡張した広義積分を計算できる。
(JABEE学習・教育到達目標)
 「国際工学プログラム」:(C)◎

<授業計画及び準備学習>
第1週  微分係数と導関数
関数の微分係数と導関数の定義を学び、整関数の導関数について演習する。
準備学習:高校数学IIで学習した微分を復習しておくこと。

第2週  初等関数の微分法
積や商の微分公式、三角関数等の導関数の公式で、基本的な初等関数の導関数について演習する。
準備学習:参考書などで三角関数の基本性質を復習し、第1回のプリントの計算問題を復習しておく。

第3週  合成関数の微分法
合成関数の微分法で、対数微分法や多様な初等関数の導関数について演習する。
準備学習:参考書などで指数関数、対数関数の基本性質を復習し、第2回のプリントで基本的な初等関数の導関数について復習しておく。

第4週  逆三角関数
三角関数の逆関数である逆三角関数について学び、逆三角関数の導関数について演習する。
準備学習:第2回、第3回のプリントで三角関数の微分と合成関数の微分法について復習しておく。

第5週  不定形の極限
導関数の応用として不定形の関数の極限値について演習する。
準備学習:第2回〜第4回のプリントで初等関数の微分について復習しておく。

第6週  高次導関数とテイラーの定理
2階以上の導関数を計算して、一般の関数を整関数で近似するテイラーの定理について演習する。
準備学習:第2回〜第3回のプリントで初等関数の微分について復習しておく。

第7週  テイラー展開
様々な関数のテイラー展開について演習する。
準備学習:第6回のプリントで高次導関数とテイラーの定理について復習しておく。

第8週  原始関数の計算
導関数の逆演算である原始関数の公式について演習する。
準備学習:第2回〜第4回のプリントで微分を復習しておく。

第9週  定積分の定義と計算
原始関数を使って、定積分について演習する。
準備学習:第8回のプリントで原始関数を復習しておく。

第10週 初等関数の積分
基本的な初等関数の積分について演習する。
準備学習:第9回のプリントで定積分について復習しておく。

第11週 置換積分法
置換積分法を用いて、やや複雑な関数の積分について演習する。
準備学習:第9回、第10回のプリントで積分について復習しておく。

第12週 部分積分法
部分積分法を用いて、やや複雑な関数の積分について演習する。
準備学習:第9回、第10回のプリントで積分について復習しておく。

第13週 有理関数の積分
有理関数の積分について演習する。
準備学習:第11回、第12回のプリントで置換積分と部分積分を復習しておく。

第14週 広義積分
広義積分について演習する。
準備学習:第9回、第10回のプリントで定積分について復習しておく。

第15週 学習成果の確認(試験)
準備学習:前回までの総復習を行っておく。

第16週 学習内容の振り返り
試験結果を踏まえて、講評を行う。

<成績評価方法>
定期試験100%。到達目標に照らして6段階のGrade(A+,A,B,C,D,F)で評価し、GradeD以上の者に単位を認定する。

<教科書>
指定教科書なし。プリントを適宜配布する。

<参考書>
「理工系の基礎 微分積分」石原繁、浅野重初共著(裳華房)
「理工系入門 微分積分」石原繁、浅野重初共著(裳華房)
又、高等学校で用いた数学の参考書(数学III・C)も併用すると理解が深まる。

<オフィスアワー>
金曜1〜3限の授業前後

<学生へのメッセージ>
予習・復習をしっかり行い授業に臨む事。
日頃の学習の積み重ねが重要であり、1度覚えた公式などは、その後の授業でも使えるようになって欲しい。


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