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微分積分2

Differential and Integral Calculus 2

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授業の概要

 微分積分1では独立変数が1個の関数に関する微分積分について学びましたが, 自然科学や工学に現れる現象を数式で記述する際, 変数を2個以上必要とする場合も多くあります. そのため, この講義では独立変数が2個以上ある関数の微分積分について学びますが, その中でも, 関数のグラフがイメージしやすい2変数関数の微分積分が, この講義で学ぶ主たる対象となります. 具体的には, 1変数関数の微分・積分を基本として, 2変数関数の微分・積分の新たな定義やそれらに関連する性質の本質的な意味を学びます. また, 種々の公式やいくつかの有効な手法を学んで, 典型的な2変数関数の微分積分計算に習熟します.

履修上の注意:数学は積み上げ式の科目なので, 1講義ごとの内容を復習によって確かなものにし, 講義内外で演習問題を解くことにより定着させてください. 尚, 初回の講義で受講生数が72人を超える場合,人数制限をする場合があります.同じ曜日に複数の同一科目が開講されています.指定された場所で受講するようにして下さい.

達成目標

1.2変数関数の偏微分, 全微分, 重積分の意味を理解し、具体的な関数についてその意味を説明することができる.
2.2変数関数の偏微分, 合成関数の(偏)微分, 変数変換を含む重積分計算ができる.
3.2変数関数の極値問題を解くことができる.
4.2変数関数のグラフの概形をイメージすることができ, それをもとに種々の体積や曲面積を導出できる.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.2変数関数のグラフ, 極限 2変数関数のグラフと極限についての関連図書の該当部分を読み,1変数関数との違いについて考える
2.偏微分係数・偏導関数の意味, 簡単な偏微分計算 1変数関数の微分計算について復習する
3.全微分の意味, 接平面の方程式 全微分についての教科書の該当部分を読み, 偏微分との違いについて考える
4.合成関数の(偏)微分計算 合成関数の微分についての教科書の該当部分を読み, 1変数関数の合成関数の微分との違いについて考える
5.テイラーの定理, マクローリンの定理 テイラーの定理やマクローリンの定理についての教科書の該当部分を読み, 1変数関数の場合との違いについて考える
6.2変数関数の極値問題 2変数関数の極値問題についての教科書の該当部分を読み, 2変数関数の極値問題とはどのような問題か考える
7.陰関数の意味, 条件付極値問題 陰関数と条件付極値問題についての教科書の該当部分を読み, 陰関数と条件付極値問題とは何なのか考える
8.中間試験およびその解説 1回目から7回目までの内容について復習する
9.重積分の意味, 累次積分を使った2重積分計算 1変数関数の積分計算について復習する
10.累次積分の積分順序変更 累次積分を使った2重積分計算について復習する
11.変数変換を用いた2重積分計算 2重積分計算における変数変換についての教科書の該当部分を読み, 1変数関数の場合との違いについて考える
12.広義2重積分 広義2重積分についての教科書の該当部分を読み, 1変数関数の場合との違いについて考える
13.3重積分 3重積分についての教科書の該当部分を読み, 3重積分とは何なのか考える
14.体積, 曲面積 9回目から13回目までの内容について復習する
15.期末試験およびその解説 9回目から14回目までの内容について復習する

評価方法と基準

中間試験や演習・レポート・小テストなどを40%, 期末試験を60%とし, 総合得点60点以上を合格とする.

教科書・参考書

西本敏彦 著「微分積分学講義」(培風館)

履修登録前の準備

「基底科目(解析)」の認定を受け, 「微分積分1」を一度履修したものであることが望ましい.

学習・教育到達目標との対応(機械工学科)

1.(D-1)基本的な物理現象を自然科学の原理から数学的に導くことができ,機械の設計や性能評価に必要な技術計算ならびに統計処理を正確に行うことができる.

学習・教育到達目標との対応(機械機能工学科)

1.(E)機械工学における基盤分野の理解に必要な基礎的な数学の知識と応用能力,実験・分析の遂行に必要な確率・統計,情報処理の基礎的な知識や自然現象を数学的にモデル化し,シミュレーションする基礎的な知識と応用能力を習得する (1) 基礎的な数学の知識 (2) 実験データの分析能力 (3) 情報リテラシの習得 (4) 自然現象をモデル化し,シミュレーションする能力

オフィスアワー、質問・相談の方法

常勤教員については,教員プロフィールの項目を参照のこと.非常勤教員については授業時間の前後.
オフィスアワーによらず数学教室では,教科に関する質問事項等があれば,基本的には各教員の時間の許す範囲で,随時受け付けるので遠慮無く質問をして下さい.

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Tue Sep 15 10:47:44 JST 2015