シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2020年度


31410110 

△非線形数理特論
Advanced Lectures in Nonlinear Mathematics
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  伊藤 利明

<概要/Course Content Summary>

複雑な自然問題に対し,その解析のためにモデル方程式として考案される非線形微分法方程式の解法基礎を修得する.できる限り数式処理ソフトを用い現代的な微分方程式の解法技術も修得する。

<到達目標/Goals,Aims>

理工学分野で扱う問問題に対し,数理的アプローチからのモデルの考案,モデルの数理的解析・分析手法の基礎,連続モデルや離散モデル,数値解析的手法を理解できるようになる.特に微分方程式の解法では数式処理による解法の基礎を紹介します.

<授業計画/Schedule>

(実施回/
Week)
(内容/
Contents)
(授業時間外の学習/
Assignments)
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 複雑現象とそのモデル方程式,復習数学基礎,微分積分法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習とし各自の専門分野で非線形現象と思えるものがないか探しておく.学部での微分積分学,代数学の復習をしておく(1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 数式処理ソフト入門 複雑現象とそのモデル方程式,復習数学基礎,ベクトル解析,微分代数,変分原理  (授業時間外の学習/ Assignments) 学部での微分積分学,代数学の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 数学モデル,簡単な例の紹介  (授業時間外の学習/ Assignments) 学部での応用数理Ⅰ,Ⅱの内容の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 数学モデル,物理と工学における例の紹介,拡散現象,数理生物学,波動現象の例  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習により微分方程式の応用,利用のされかたの多くを調べ理解しておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 常微分方程式の解法,従来の解法の復習,導入  (授業時間外の学習/ Assignments) 学部の応用数理Ⅰの内容の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 1階線形常微分方程式の数式処理による解法Ⅰ  (授業時間外の学習/ Assignments) 学部の微分積分学と応用数理Ⅱの内容の復習をしておく.Mapleの使い方の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 2階線形常微分方程式の数式処理による解法Ⅱ  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する.Mapleの使い方の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 2階線形偏微分方程式の数式処理による解法 
 
(授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する.Mapleの使い方の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 2階線形偏微分方程式の数値解法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する1時間以上). 
(実施回/ Week) 10  (内容/ Contents) 線形・非線形常微分方程式の数式処理による解法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する.非線形という意味を理解する1時間以上). 
(実施回/ Week) 11  (内容/ Contents) 線形・非線形常微分方程式の数値解法  (授業時間外の学習/ Assignments) パソコンにより何らかの計算機言語(C,Java,Basic等)を知っていると理解しよい.学部でのコンピュータ演習での内容の復習をしておく.復習をし講義の内容を理解する1時間以上). 
(実施回/ Week) 12  (内容/ Contents) 線形・非線形偏微分方程式の数式処理による解法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する.Mapleの使い方の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) 13  (内容/ Contents) 線形・非線形偏微分方程式の数値解法  (授業時間外の学習/ Assignments) パソコンにより何らかの計算機言語(C,Java,Basic等)を知っていると理解しよい.学部でのコンピュータ演習での内容の復習をしておく1時間以上). 
(実施回/ Week) 14  (内容/ Contents) 線形・非線形問題に対する数値解析の基礎  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習をし講義の内容を理解する1時間以上). 
(実施回/ Week) 15  (内容/ Contents) 数式処理・数値解法による非線形現象問題の解法実習  (授業時間外の学習/ Assignments) これまでの講義のMapleの使い方を知っていると理解しよい1時間以上). 

できる限り英語の資料とMapleの利用例資料を用います.教科書は受講生と相談して決めます.従い以上の講義内容が変わる可能性があります.実際の計算などは数学支援(数式処理)ソフトのMapleを用います.講義の後半は,受講学生の方に順で各自の研究に関係した発表をして討論してもらうことも考えています.

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

レポート提出または発表  100%  講義内容に関係した課題に対する,提出レポート,もしくは各自の発表内容から判断します. 

<テキスト/Textbook>

.  はじめに学部の講義「応用数理Ⅰ」「応用数理Ⅱ」の内容からはじめるので,これら2つの講義で用いたテキストをしばらくは用いることができます. 

 

 

 

<参考文献/Reference Book>

.  はじめに学部の講義「応用数理Ⅰ」「応用数理Ⅱ」の内容からはじめるので,これら2つの講義で用いたテキストをしばらくは参考書として用いることができます. 

 

<備考/Remarks>

数式処理ソフト等で微分方程式を解く方法を習得しますが,このためにはある程度の微分方程式の解法の基礎知識が必要です.学部講義の応用数理Ⅰ,Ⅱの内容は必ず理解しておくこと. 
 
担当教員連絡先:toito@mail.doshisha.ac.jp 

 

お問合せは同志社大学 各学部・研究科事務室まで
 
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