シラバス参照
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| 科目一覧へ戻る | 2025/03/27 現在 |
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開講科目名 ／Course |
物理数学Ⅰ／Mathematics in Physics Ⅰ |
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時間割コード ／Course Code |
S1408550_S1 |
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開講所属 ／Course Offered by |
システム工学部／Faculty of Systems Engineering |
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ターム・学期 ／Term・Semester |
2025年度／Academic Year 第1クォーター／1Q |
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曜限 ／Day, Period |
月／Mon 2 |
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開講区分 ／Semester offered |
第1クォーター／1Q |
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単位数 ／Credits |
1.0 |
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学年 ／Year |
2,3,4 |
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主担当教員 ／Main Instructor |
秋元 郁子 |
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科目区分 ／Course Group |
_ |
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授業形態 ／Lecture Form |
講義 |
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教室 ／Classroom |
北１号館Ａ２０２／北１号館Ａ２０２ |
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開講形態 ／Course Format |
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ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy |
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教員名 ／Instructor |
教員所属名 ／Affiliation |
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| 秋元 郁子 | システム工学部（教員） |
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授業の概要・ねらい ／Course Aims |
微分方程式の解法とベクトル解析を中心に、物理学を学ぶ上で必要な数学の概念と計算法について、課題を実施しながら習得する。これらは力学、電磁気学、量子力学などで用いられる数学的手法であり、この授業を通して数学スキルを身につけ、物理学の内容を数学的に理解し論理的に考え新しい問題に対処できる力を培うことがねらいである。この授業では、定理の証明などには重きを置かず、数学的手法を理解し使えるようになることを重視する。 |
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到達目標 ／Course Objectives |
・物理学に頻出する微分方程式が解けて、解析的に現象を捉えられる ・ベクトル解析の基礎を習得し、その演算ができ、結果の意味を理解できる ・変数変換の意義を理解し、適切に用いて微分・積分の計算ができる ・オイラーの公式や複素数を正しく扱える |
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成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria |
複数回のレポート課題の提出と試験成績から理解度を総合的に評価する。レポート課題の提出においては、分からない問題は教科書等を調べて理解することに努め、すべての問題に答えて締め切り期日までに提出すること。提出されたレポートを約40％、試験成績を約60％の割合で数値化し、単位認定する。 |
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教科書 ／Textbook |
和達三樹著「物理のための数学」（岩波書店 物理入門コース１０ 新装版） 他にも多くの教科書・参考書が販売されているので、上記指定教科書に限らず、自分に合う参考書を見つけて勉強することが望ましい。 |
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参考書・参考文献 ／Reference Book |
松下貢著「物理数学」（裳華房 裳華房テキストシリーズ-物理学） ＊頻度は少ないが一部を授業で参考にする。 橋爪洋一郎著「物理数学」（裳華房 物理学レクチャーコース） 講義では使用しないが、講義内容に近い2022年10月に出版された教科書。 他にも多くの教科書・参考書が販売されているので、上記指定教科書に限らず、自分に合う参考書を見つけて勉強することが望ましい。 |
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履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students |
授業中での演習時間は非常に少ないので、分からない問題は教科書等を調べて理解することに努めるなど、各自時間外学修で計算スキルを身につける努力をする必要がある。 |
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履修する上で必要な事項 ／Prerequisite |
物理学を学習する上で必要な数学スキルを学習する。高校までの数学の習熟を前提とし、さらに、微積分Iの内容の理解も前提とする。 |
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履修を推奨する関連科目 ／Related Courses |
微積分１、微積分２，線形代数１、線形代数２、物理数学II |
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授業時間外学修についての指示 ／Instructions for studying outside class hours |
本授業の授業計画に沿って準備学習と復習を行うこと、さらに、自分に合った参考書を読むなどして、課されるレポート問題や教科書・参考書の演習問題に取り組み、本質的な理解を深めることが毎回必要である。 |
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その他連絡事項 ／Other messages |
対面授業ではあるが、復習やレポート提出などで、適宜Moodleを活用する。状況に応じてMoodleでオンデマンド講義をすることがあり得る。 |
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授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes |
教科書や参考書などの演習問題を自主的に解いてトレーニングし、理解度を自己点検すること。 【「アクティブ・ラーニング」実施要項 ⑥】 |
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オフィスアワー ／Office Hours |
月曜日2コマ講義終了後 |
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科目ナンバリング ／Course Numbering |
S13012J11100N200 |
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実務経験 ／Practical Experience |
無 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考（担当） ／Notes |
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| 1 | 1 | 複素平面とベクトル表記 | ・スカラーとベクトルの書き分け方 ・三角関数とEulerの公式 ・複素数と複素平面 |
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| 2 | 2 | 微分方程式（１）とベクトルの内積、外積 | ・簡単な微分方程式（斉次一階常微分方程式）の解き方 ・ベクトルのスカラー積（内積）とベクトル積（外積） ・ベクトル計算の書き方 |
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| 3 | 3 | 微分方程式（２）とベクトルの三重積、ベクトル関数の微分 | ・非斉次一階常微分方程式 ・ベクトルの三重積 ・ベクトル関数の微分 |
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| 4 | 4 | 微分方程式（３）とベクトル関数とベクトル場 | ・非斉次一階微分方程式 ・斉次二階微分方程式 ・ベクトル場とベクトル演算子 |
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| 5 | 5 | 微分方程式（４）とベクトル演算子 | ・減衰振動 ・ベクトル演算子 |
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| 6 | 6 | 微分方程式（５）とベクトル演算子の計算と公式 | ・微分方程式の解法の復習 ・ベクトル演算子の複合計算と公式 |
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| 7 | 7 | 微分方程式（６）と3次元波動方程式 | ・斉次二階偏微分方程式（波動方程式） ・波（平面波）と電磁波 |
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| 8 | 8 | まとめと単位認定試験 | ・まとめ ・単位認定試験 |