2017年度工学院大学 先進工学部環境化学科

微分方程式論(Elementary Differential Equations)[3N24]

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2単位
荒川 智匡 非常勤講師  
最終更新日 : 2018/09/28

<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

<授業のねらい>
微分方程式論の基本概念を理解し, 変数分離形, 1階線形微分方程式, 2階定数係数微分方程式などの解法を身につける.

<受講にあたっての前提条件>
微分積分と線形代数 (ベクトル空間を含む) の知識を前提とする. 特に, 不定積分の基本的な計算に習熟していることが望ましい.

<具体的な到達目標>
「授業計画」にある内容を一通り理解すること。特に、以下の点を重視する。
(1) 変数分離形の微分方程式が解ける
(2) 1 階および 2 階の線形微分方程式が解ける
(3) ベキ級数を用いて初期値問題が解ける

<授業計画及び準備学習>
第 1 回 基本的な 1 階微分方程式 (1): 直接積分型
      準備学習 : 不定積分の計算について復習をしておく.
第 2 回 基本的な 1 階微分方程式 (2): 変数分離形
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 3 回 基本的な 1 階微分方程式 (3): 同次形
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 4 回 1 階線形微分方程式 (1): 積分因子法による解法
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 5 回 1 階線形微分方程式 (2): Bernoulli 型の方程式
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 6 回 2 階線形微分方程式の基本事項 (関数の一次独立性, ロンスキアン)
      準備学習 : 行列式, ベクトル空間の基礎事項を復習しておく.
第 7 回 前半の学習成果の確認(授業内試験)
 準備学習 : 第 1 回から第 6 回までの内容について復習しておく.
第 8 回 2 階の同次定数係数線形方程式
      準備学習 : 第 6 回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 9 回 2 階の非同次定数係数線形方程式 (1) : 外力が多項式の場合
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 10 回 2 階の非同次定数係数線形方程式 (2) : 外力が三角関数, 指数関数の場合
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 11 回 2 階の非同次定数係数線形方程式 (3) : 定数変化法
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 12 回 2 階の非同次定数係数線形方程式 (4) : Euler の方程式
      準備学習 : 前回の演習問題をもう一度解いて学習内容を復習しておく.
第 13 回 ベキ級数解
準備学習 : Taylor 展開について復習をしておく.
第 14 回 学習内容の振り返り
      準備学習:今までの学習課題の中で解けなかった問題を復習し,当該部分のプリントを見て確認する.

<成績評価方法>
中間試験 (授業期間内に実施) 40%, 期末試験 (定期試験期間内に実施) 45%, 演習レポート 15% で評価する.
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>
指定教科書なし. 授業時にプリントを配布する.

<参考書>
石村園子 著 「やさしく学べる微分方程式」 共立出版株式会社

<オフィスアワー>
授業後に教室または講師室にて.


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