2016年度工学院大学 先進工学部機械理工学科

幾何学II(Geometry II)[4N32]

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2単位
菊田  伸 准教授  
最終更新日 : 2016/10/27

<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>
線形代数3, 4の講義で固有値・固有ベクトルについて扱っているが, 時間が十分といえず幾何学への応用まで至らないようである. 本科目はそれを補い, 線形代数と微分積分の理解を深めることが目標である。主な授業のねらいは
1. 2次・3次行列の行列式, 固有ベクトル, 固有値の幾何学的な意味を理解する.
2. 2次・3次行列の対角化する.
3. 対角化を用いて, 二次曲線・曲面を標準化する.
4. 対角化を用いて, 線形連立一次方程式に対する解軌道の概形を描く.

<受講にあたっての前提条件>
微分, 線形代数1, 2を履修する.

<具体的な到達目標>
1. 2次・3次行列の行列式, 固有ベクトル, 固有値を計算できる.
2. 2次・3次行列の対角化できる.
3. 二次曲線・曲面を標準化し, その概形が描ける.
4. 線形連立一次方程式に対する解軌道の概形が描ける.

<授業計画及び準備学習>
1. 一次変換と行列について解説する.
準備学習:線形代数学の講義の内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

2. 一次変換の例(回転, 反転, 対称移動など)について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

3. 行列式について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

4. 固有値と固有ベクトルについて解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

5. 対角化について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

6. 行列の指数関数について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

7. 2次曲線の標準化について解説する.
準備学習:前期学習した線形代数の内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

8. 2次曲線の標準化(続き)について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

9. 2元連立1次常微分方程式の例(振動, 生態系の共存関係)について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

10. 2元連立1次常微分方程式の解法と解軌道について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

11. 2元連立1次常微分方程式の解法と解軌道(続き)について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

12. 2次曲面の標準化について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

13. 2次曲面の標準化(続き)について解説する.
準備学習:前回学習した内容を復習し,関連する問題を解いておくこと.

14. これまでの内容をまとめ, また発展した関連する話題を提供する.
準備学習:期末試験で解けなかった問題の解き方を考えておくこと.

<成績評価方法>
試験期間に実施する期末試験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, D以上の者に単位を認める.

<教科書>
指定教科書は無いが, 授業で使用している微分積分・線形代数の教科書は役に立つと思う.

<参考書>
・入門線形代数 三宅 敏恒 著 (培風館)
・線形代数学 — 初歩からジョルダン標準形へ 三宅 敏恒 著 (培風館)
・理工系のための線形代数 高木 悟 他 著 (培風館)
・なっとくする微分方程式 小寺 平治 著 (講談社)

<オフィスアワー>
金曜日4時限目(八王子校舎総合教育棟01E-312室)
それ以外でも, メールで約束の上で対応可.


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