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


11620021-001 

△フーリエ解析-1
Fourier Analysis-1
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  渡邊 芳英

<概要/Course Content Summary>

フーリエ級数,フーリエ変換は数学の重要な研究分野であるばかりではなく,理工学の広範な分野,とりわけ電気工学において基本的かつ極めて有効な解析手段を与えている。本講義の目的は,これらを道具として使いこなすべく,具体的な例を通じてその基本概念を理解することにある。応用として取り上げるのは,線形常微分方程式と線形偏微分方程式の解法である。フーリエ変換については,関数概念を拡張して超関数を導入し,そのフーリエ変換の定義を述べ,ステップ入力,インパルス入力に対する応答解析の準備としたい。

<到達目標/Goals,Aims>

基本的な関数のフーリエ級数とフーリエ変換が具体的に計算できるようになる. また,フーリエ級数とフーリエ変換を用いて,熱方程式や波動方程式に対して与えらえた条件を満たす解が求められるようになる。

<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) 第1回  (内容/ Contents) 周期関数とフーリエ級数  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第2回  (内容/ Contents) フーリエ級数の例題  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第3回  (内容/ Contents) 一般周期のフーリエ級数  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第4回  (内容/ Contents) 複素フーリエ級数  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第5回  (内容/ Contents) 2乗平均収束とパーセバルの等式  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第6回  (内容/ Contents) フーリエ級数と熱伝導の方程式  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第7回  (内容/ Contents) フーリエ級数と波動方程式  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第8回  (内容/ Contents) 中間評価  (授業時間外の学習/ Assignments) 出来なかった問題をもう一度考えてみること 
(実施回/ Week) 第9回  (内容/ Contents) フーリエ変換の定義と基本性質  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第10回  (内容/ Contents) フーリエ変換の計算例  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第11回  (内容/ Contents) 畳み込み積分とフーリエ変換  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第12回  (内容/ Contents) フーリエ変換と線形偏微分方程式  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第13回  (内容/ Contents) 超関数の定義と例(デルタ関数)  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第14回  (内容/ Contents) 超関数のフーリエ変換  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習を行うこと 
(実施回/ Week) 第15回  (内容/ Contents) 総括  (授業時間外の学習/ Assignments) 出来なかった問題をもう一度考えてみること 

授業の振動が遅れた場合は,波動方程式および熱伝導方程式へのフーリエ級数の応用部分は期末試験の範囲になる可能性がある.フーリエ変換の部分は,教科書の内容と講義内容が必ずも一致しない.超関数については,教科書に記述がないので独自のノート講義となる.

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

平常点  10%  オンライン授業への積極的な参加を評価 
中間評価レポート  40%  フーリエ級数の計算力と偏微分方程式への応用への理解度をみるレポート 
期末評価レポート  50%  具体的な関数に対するフーリエ変換の計算力とフーリエ変換の応用に対する理解度,および超関数とそ 
のフーリエ変換についての理解度をみるレポート 

中間試験40パーセント,期末試験50パーセントというのはあくまでも目途であって,中間試験と期末試験の難易度が異なった場合などでは,期末試験の配分が少し大きくなるように調整する.

 

<成績評価結果/Results of assessment>   成績評価の見方について/Notes for assessment

    

登録者数

成績評価(%)

評点
平均値

備考

A B C D F
60 41.7 28.3 10.0 10.0 10.0 0.0 2.8

<テキスト/Textbook>

E.クライツィグ 著,阿部 寛治 訳  『技術者のための高等数学 3 -フーリエ解析と偏微分方程式-』原著8版  (培風館、2003年11月) 同志社大学生協書籍部  ISBN:4-563-01117-7 

 

 

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