2023年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 数値シミュレーション | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 井上 文雄 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E32R |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 実験データの整理や物理科学の現象解析などにはコンピュータによる数値処理あるいはシミ ュレーションがよく使われている。本講義では，補間や微積分をはじめとする基礎的な数値計算の考え方や具体的なアルゴリズム構成法などを理解し，様々な問題を数値的に解析することができる。 本授業科目はDP1及びCP1に該当しています。 科目ナンバリング:MFmCs-310 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 講義に使用するパワーポイントのプレプリントを事前に配付するので，予習すること。 アルゴリズムの解説及びコンピュータによる実習を中心に行う。適宜，課題を課すので，自分自身の得意な言語を用いて数値解析を行いレポートを提出すること。 提出された課題については翌週に返却し，解説を行う。 |
| 履修条件 | 「プログラミング基礎」，「プログラミングⅠ」を習得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | コンピュータで数値計算を行う上での留意点 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 連立一次方程式の解法：ガウスの消去法，ピボット選択など 【事前学習】プレプリント，教科書の104～114ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第3回 | 最小２乗法：最小２乗法の理論 【事前学習】プレプリント，教科書の152～156ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第4回 | 補間：線形補間および高次の補間の方法 【事前学習】プレプリント，教科書の12～23ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第5回 | 数値積分：台形公式，シンプソンの公式，補間，数値積分の誤差 【事前学習】プレプリント，教科書の24～26ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第6回 | 非線形方程式の解法：ニュートン法，二分法，逐次代入法，収束の加速 【事前学習】プレプリント，教科書の72～85ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第7回 | 高次代数方程式の解法 【事前学習】プレプリント，教科書の86～103ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第8回 | 総合演習及びその解説 【事前学習】第１回から第7回の講義内容を振り返り，演習問題等を解き直すこと。（180分） 【事後学習】演習問題を再度解き直し，説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | 過渡現象のシミュレーション：オイラー法を用いた電子回路のシミュレーション 【事前学習】プレプリント，教科書の36～51ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第10回 | 常微分方程式の解法：１階の常微分方程式，連立１階常微分方程式，高階の常微分方程式 【事前学習】プレプリント，教科書の52～55ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第11回 | 常微分方程式の解法：オイラー法，台形法 【事前学習】プレプリント，教科書の56～57ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第12回 | 常微分方程式の解法：中点法，ルンゲクッタ法など 【事前学習】プレプリント，教科書の58～71ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第13回 | 偏微分方程式の解法：差分法，ラプラスの方程式 【事前学習】プレプリント，教科書の125～134ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第14回 | 偏微分方程式の解法：熱方程式，波動方程式 【事前学習】プレプリント，教科書の135～141ページ，およびインターネット等で表記の方法について検索し理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。（120分） 【事後学習】今回の授業の復習及び授業中に課された課題を説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第15回 | 理解度確認試験及びその解説 【事前学習】第9回から第１４回の講義内容を振り返り，演習問題等を解き直すこと。（180分） 【事後学習】演習問題を再度解き直し，説明できるようにしておくこと。（120分） |
その他
| 教科書 |
戸川隼人 『数値計算法』 コロナ社 1981年 第1版
平成１８年１０月初版第２７刷より前の版は誤植が多いので，第２７刷以降を使用のこと。
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
出席が総授業時間数の５分の３に満たない場合は履修放棄として取り扱い，学業成績の査定を行わない。 成績評価は，授業内小テスト・課題レポート50％，総合演習・理解度確認試験50％の総合評価で行う。 |
| 質問への対応 | 授業中に理解できないところがあった場合は，質問内容を整理して電子メールで連絡してください。 |
| 研究室又は 連絡先 |
inoue.fumio＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 14:00 ～ 15:00 ９号館4階944総合学科準備室
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| 学生への メッセージ |
【令和4年度成績分布状況】履修者数11名 S:1人(10%),A:2人(20%),B:3人(30%),C:2人(20%),D:2人(20%),E:1人 |