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授業科目名
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担当教員
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偏微分方程式
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石川 陽
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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TAM213 | 2 | (未登録) | 2 | 後期 | 水 | I | ||||||||||||
[概要] | ||||||||||||||||||
偏微分方程式は,力学,熱力学,電磁気学,流体力学,量子力学等の問題を数学的に表現するために必要である.そこでは,形式的に解を求めるだけではなく,その方程式および解が何を意味するかイメージできるようになることが重要である.本講義では,常微分方程式の基礎,多変数関数の偏微分,積分,全微分について復習した後,1階の偏微分方程式,完全微分方程式と全微分方程式,2階の偏微分方程式について学ぶ.そして,ラプラス方程式,ポアソン方程式,波動方程式,熱伝導方程式,拡散方程式などの工学分野で用いられる基礎的な偏微分方程式についてその意味を学ぶ.また,同時期に開講される電磁気学,量子力学も履修することで応用例を学ぶことができる. | ||||||||||||||||||
[具体的な達成目標] | ||||||||||||||||||
偏微分方程式を必要とする問題に出会ったとき,本講義で学んだ内容についての記憶を頼りに,専門書などを参考にしながらでも自ら問題を解くことができるようになるために,以下の目標を達成することを目指す. (1)基本的な偏微分方程式を解くことができる. (2)各種条件に応じて解法を選択し適切な解を求めることができる. (3)方程式およびその解の意味を説明することができる. (4)物理・化学や工学の問題に応じた偏微分方程式を立てることができる. |
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[必要知識・準備] | ||||||||||||||||||
微分積分学,線形代数学,常微分方程式. | ||||||||||||||||||
[評価方法・評価基準] | ||||||||||||||||||
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[教科書] | ||||||||||||||||||
[参考書] | ||||||||||||||||||
[講義項目] | ||||||||||||||||||
第1回 数学の考え方について 第2回 偏微分,全微分と全微分方程式 第3回 多変数関数の積分 第4回 偏微分方程式とその解法 第5回 1階偏微分方程式 第6回 2階線形偏微分方程式 第7回 前半の総括評価・まとめ 第8回 波動方程式(変数分離法) 第9回 波動方程式(一般解) 第10回 熱伝導方程式/拡散方程式(有限区間) 第11回 熱伝導方程式/拡散方程式(無限区間) 第12回 ラブラス方程式 第13回 ポアソン方程式 第14回 連立偏微分方程式 第15回 総括評価・まとめ |
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[教育方法] | ||||||||||||||||||
理解を深めるために問題演習を適宜行う.原則オンライン形式で実施するが,総括評価・まとめは対面形式で実施する。 | ||||||||||||||||||
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応] | ||||||||||||||||||
(未登録) | ||||||||||||||||||
[その他] | ||||||||||||||||||
(未登録) |