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ベクトル解析

科目
ベクトル解析
区分
情報通信工学科選択科目群
授業コード
54325
開設セメスター
4S
曜日・時限
秋 金/12
単位数
2単位
担当者名
河口 央商
授業の概要
理工系の学生が修得しておくべきベクトル解析の基本的な内容を、高等学校の数Iと微積分の基礎知識をベースにして平易に解説する。
到達目標
ベクトル量とスカラー量の理解から始めて、スカラー場の勾配(gradient)およびベクトル場の発散(divergence)と回転(rotation)について学び、それ等の実用的な意味を把握する。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
ベクトルについて(1) スカラーとベクトルに関する演算を習得する。力の方向(向き)と大きさ、速度と速さの違いなど方向と大きさを併せもつ量に注目する。
第2回目
ベクトルについて(2) ベクトルの成分を用いて演算等を表現する。座標系(平面・空間)を用いた図形の表現(グラフ表示)の具体例を挙げてみる。
第3回目
ベクトルについて(3) ベクトルを用いて直線と平面の方程式を作る。座標系による直線と平面の方程式について復習しておく。
第4回目
ベクトルの積(1) ベクトルの内積についてその性質と意味を学ぶ。三角形の余弦定理について復習しておく。
第5回目
ベクトルの積(2) ベクトルの外積についてその性質と意味を学ぶ。3次の行列式について余因数展開できるように予習(復習)しておく。
第6回目
ベクトルの積(3) スカラー3重積とベクトル3重積について学ぶ。平行四辺形の面積および平行六面体の体積の求め方を想起する。
第7回目
ベクトル関数(1) ベクトル関数の極限と微分について学ぶ。通常の関数の極限と微分について予習(復習)しておく。
第8回目
ベクトル関数(2)ベクトル関数の不定積分と定積分について学ぶ。通常の関数の不定積分と定積分について予習(復習)しておく。
第9回目
スカラー場の勾配スカラー・ポテンシャルの性質について学ぶ。2変数以上の関数について偏微分することの意味を予習(復習)しておく。
第10回目
ベクトル場の発散ベクトル場の発散とラプラス演算子について学ぶ。ラプラス演算子について予習しておく。
第11回目
ベクトル場の回転ベクトル・ポテンシャルの性質について学ぶ。スカラー・ポテンシャルの性質について復習しておく。
第12回目
ラプラス演算子と公式勾配・発散・回転に関する公式について学ぶ。これまで学んだベクトルに関する公式をまとめておく。
第13回目
スカラー場の線積分曲線に沿うたスカラー場の積分について学ぶ。通常の関数の線積分について予習(復習)しておく。
第14回目
ベクトル場の線積分曲線に沿うたベクトル場の積分について学ぶ。スカラー・ポテンシャルの性質について復習しておく。
第15回目
まとめ期末試験に備えこれまでの学習の要点を整理する。プリントを参考にして各自のノートを整理しておく。

教科書
ベクトル解析 立花俊一他著 共立出版(株)
参考文献
これまでに使用したテキスト(又は参考書)を活用する。
成績評価方法
出席状況・宿題・期末試験の結果より総合的に評価する。
そのほか受講者への指示/メッセージ
「授業を受けるにあたって」をヒントに日頃から自分のノートを補充しておくとよい。

更新日:02/09/2004
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