2023年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | 電気工学のための数学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 尾崎 亮介 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | I43A |
| クラス | A | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 電気工学の専門科目では様々な数式を扱う事が非常に多い．その理由の1つとして電気工学全般で現れる数式には物理的な意味や物理現象を含んでいるからである．本講義では，電気電子工学の基礎科目となる電気回路，電子回路，電磁気学などで必要とされる数学的基礎を養い，数式を電気工学の専門科目で自由自在に使いこなせる知識を得る事を目的とする． 本授業科目はDP3・5及びCP3・5に該当しています． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
[授業方法]公式を覚えるための学習ではなく，数式の中に潜む意味を十分理解し，それら数式を自在に使いこなせるように講義します．ただ実際に手を動かして計算してみる事が必要なので適宜演習や自宅学習での課題を通して基礎知識が深まるように講義を進める． [授業形態]板書形式を中心とした授業にて講義を進める． |
| 履修条件 | 選択科目． 高校数学の「三角関数，指数関数，対数関数」，「微分・積分」，「ベクトル」などを中心に基本的な知識があれば理解が早い． |
授業計画
| 第1回 | 本講義で学ぶ内容を全体的に説明し，電気工学でなぜ数学的な知識が必要となるのか説明する．その後，高校で学んだ基本的な微積分計算・ベクトルの内積計算について復習を行う． 【事前学習】高校数学内容の復習(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
|---|---|
| 第2回 | 関数(三角関数，逆三角関数，三角関数の公式(倍角/半角公式))等の導出とその性質について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第3回 | 指数関数，対数関数，双曲線関数の特性などについて学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第4回 | 高校で学んできた簡単な微分積分を復習し，2変数関数の微分(偏微分)について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第5回 | 積分の性質(置換積分，部分積分を復習し，多重(2重/3重)積分，線積分，面積分の計算手法とその性質を学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第6回 | 行列の基本形，行列の基本演算，連立1次方程式からの行列表現について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第7回 | 行列式，クラメールの公式，掃き出し法，逆行列，余因子展開，固有値/固有ベクトル等について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第8回 | 電磁気学で必要となるベクトルの表記法，ベクトルの概念等，ベクトル解析の基礎(単位ベクトル)について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第9回 | スカラ積とベクトル積の違いについて学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第10回 | ベクトルの概念等，ベクトル解析の基礎(単位ベクトル)について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第11回 | ベクトルの微分演算，勾配演算について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第12回 | 発散の演算，ガウスの発散定理，回転の演算，ストークスの定理について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第13回 | 複素数の概念，複素数の表現方法(直交形式･極形式，指数関数形・極座標表現)を学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第14回 | 複素数演算，オイラーの公式，ド・モアブルの定理について学ぶ． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(120分) 【事後学習】講義で行った問題の復習を行う(120分) |
| 第15回 | 理解度確認試験と講義全体の総括を行う． 【事前学習】本授業回の内容を一通り読んでおくこと(240分) |
その他
| 教科書 |
浜松/星野 『理工系のための数学入門 微分積分・線形代数・ベクトル解析』 オーム社 2020年 第1版
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| 参考書 |
『電気・電子基礎数学 －電磁気・回路のための－』 オーム社 2004年 第21版
松下貢 『力学・電磁気学・熱力学のための基礎数学』 裳華房 2016年 第1版
石村園子 『すぐわかる微分積分』 東京図書 2000年 第26版
荒木修，斎藤智彦 『本質から理解する数学的手法』 裳華房 2017年 第2版
椎名洋，姫野哲人，保科架風，清水昌平 『データサイエンスのための数学』 講談社 2019年 第2版
他にもいろいろな参考書がたくさん出版されていますので，図書館で探すと良いと思います．文献探索の練習にもなりますので，是非ご自分で色々な参考書を手にとって読んでみてください．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
演習・宿題・中間テスト：20%，理解度確認or定期試験：80%として総合的にS-Dの成績評価を行う． |
| 質問への対応 | 適宜対応しますので，先ずはメールにて連絡を下さい． |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラ15階S1504室 E-mail： ozaki.ryousuke@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
木曜 船橋 12:50 ～ 13:10 618
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| 学生への メッセージ |
電気工学で利用される数学を理解する事は，専門科目を理解する一番の近道といっても過言ではありません．低学年の間に基礎数学を修得できれば専門科目でも自由に計算ができるようになります．是非自分なりの講義ノートを作成し，自ら復習する事を心がけ日頃から勉強する姿勢を身に付けるようにして下さい． |