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微分方程式II

科目
微分方程式II
区分
ソフトウェアサイエンス学科科目群
授業コード
5310110
開設セメスター
4S
曜日・時限
秋 月/12
単位数
2単位
担当者名
豊田 昌史
授業の概要
導関数を含む方程式を微分方程式という。関数には1変数関数、2変数関数等々あるが、本授業では1変数関数のみ扱う。したがって、常微分方程式と呼ばれるクラスを扱う。特に、線形性をもった常微分方程式について学ぶ予定である。このような微分方程式を線形微分方程式と呼ぶ。学ぶことは大きく分けて、次の2つである。(1) 線形微分方程式の解の性質。(2) 線形微分方程式の解の求め方。(1)では、線形微分方程式の解がどのような性質を持っているかについて学ぶ。まずは、斉次形(同次形)の解と非斉次形(非同次形)の解にどのような関係があるか把握したい。そこでは、線形代数の道具(代数学入門、代数学I等で扱った内容)とのつながりを見る。(2)では、線形微分方程式の解を実際に求める方法について学ぶ。特性方程式を用いた方法および演算子法を扱う予定である。
到達目標
線形微分方程式の斉次形と非斉次形の解の関係を述べることができる。斉次形方程式の解の性質を線形代数の言葉でとらえることができる。定数係数の場合ならば線形微分方程式を解くことができる。
授業計画
テーマ
内容
学習課題
第1回目
ガイダンスおよび復習 1階線形微分方程式の解法変数分離形と1階線形微分方程式の解法を復習しておく。
第2回目
2階線形微分方程式 微分演算子/定数係数斉次方程式の解法前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第3回目
2階線形微分方程式 一次独立と一次従属前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第4回目
高階線形微分方程式(斉次方程式) 斉次方程式の解前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第5回目
高階線形微分方程式(斉次方程式) 定数係数斉次方程式の解法前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第6回目
高階線形微分方程式(非斉次方程式) 演算子法(逆演算子/基本公式)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第7回目
高階線形微分方程式(非斉次方程式) 演算子法(指数関数型)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第8回目
高階線形微分方程式(非斉次方程式)演算子法(三角関数型)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第9回目
高階線形微分方程式(非斉次方程式)演算子法(多項式型)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第10回目
高階線形微分方程式(非斉次方程式)演算子法(まとめ)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第11回目
高階線形微分方程式(斉次方程式)斉次方程式の解の存在定理(線形空間/部分空間/和)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第12回目
高階線形微分方程式(斉次方程式)斉次方程式の解の存在定理(次元/基底)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第13回目
高階線形微分方程式(斉次方程式)斉次方程式の解の存在定理(線形写像/像)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第14回目
高階線形微分方程式(斉次方程式)斉次方程式の解の存在定理(解の存在定理を線形代数の言葉により見直す)前回に扱った問題を再度解きなおしておく。
第15回目
演習演習これまでに学んだことを復習しておく。

教科書
授業中に指示する
参考文献
授業中に指示する
成績評価方法
試験によって評価する。進行状況によっては、試験以外の学習活動を点数化し、試験の成績に加算する可能性もある。
そのほか受講者への指示/メッセージ
「微分積分学入門」「解析学I」「微分方程式Ⅰ」を履修済みであること

更新日:02/09/2009
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