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ダイナミカルシステム理論

科目
ダイナミカルシステム理論
区分
知能情報システム学科科目群
授業コード
14784
開設セメスター
5S
曜日・時限
春 月/34
単位数
2単位
担当者名
酒井 裕
授業の概要
天気や株価、生態系、渋滞など、私達はダイナミック(動的)に変動する様々なものに取り囲まれて生きている。このように動的に変動するシステム(系)がダイナミカルシステムである。まだ理解することが不可能な現象も身近にたくさんあるが、ここでは単純な数式で複雑な変動を説明できるいくつかの現象を紹介していく。
到達目標
身近なダイナミカルシステムを例にとり、微分方程式の理解の仕方を把握する。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
イントロダクション ダイナミカルシステムの概要とオイラーの公式高校数学の指数関数・三角関数を復習しておく。
第2回目
微分計算の方法 洗練された微分計算の方法を解説高校数学の微分積分を復習しておく。
第3回目
単純な変動 自由落下での位置、速度、加速度と微分方程式の解説高校物理の等加速度運動を復習しておく。
第4回目
収束する系と発散する系 水の中の物体運動とローンの残高を例にとり、微分方程式の解法と定性的な把握の方法を解説
第5回目
2変数微分方程式 神経細胞のパルス信号発生を例にとり、2変数微分方程式の定性的な把握の方法を解説
第6回目
保存系 バネによる振動の保存量を計算し、収束も発散もしない系が存在することを解説高校物理の単振動を復習しておく。
第7回目
中間テスト
第8回目
中間テストの解説
第9回目
2変数系から多変数系へ2変数系を理解するだけで多変数系を理解するツール「行列・ベクトル」による記述を解説高校数学の行列を復習しておく。
第10回目
固有値・固有ベクトル行列・ベクトル表記を簡単にする方法を解説
第11回目
不動点の解析(1)多変数の場合に収束か発散かを判定する方法を解説(1)
第12回目
不動点の解析(2)多変数の場合に収束か発散かを判定する方法を解説(2)
第13回目
不動点の解析(3)多変数の場合に収束か発散かを判定する方法を解説(3)
第14回目
期末テスト
第15回目
期末テストの解説

教科書
なし/必要に応じてプリント配布
参考文献
高校で用いた数学・物理の教科書・参考書
成績評価方法
各回の演習の取組み姿勢と中間および期末のテストで評価
そのほか受講者への指示/メッセージ
単に受身で出席しているのではなく、自分で考えながら積極的に参加する姿勢を期待する

更新日:01/11/2007
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