授業科目 担当教員 開講期
応用数学A
(Applied Mathematics A)
上出 拓郎 通年
科目番号 対象学年 必修・選択の別 単位数
11111 4年 機械工学科   2 単位
授業目標
(1) 複素関数・フーリエ級数の計算に慣れる。
(2) ベクトル解析の実用計算に慣れる。
(3) 十進BASICとEXCELのVBAを使って計算力をつけた上で理解を深める。
教科書
応用数学 田河生長著  (大日本図書)
数学応用の道具箱  上出拓郎著 (新研マシナリー)
参考書
応用数学問題集  田河生長編著  (大日本図書)
授業の進め方
教室と電子計算機室で授業を進める。十進BASIC 、EXCELのVBA を方便として使い、グラフ描画、数値計算で数式の理解を深める。 できるだけ機械工学に身近なテーマを練習に選ぶ。
授業内容
前期 後期
1 複素関数:オイラーの公式 極形式 1 たたみこみ、入力・出力、ゲイン、位相
2 周波数伝達関数のベクトル軌跡 2 フーリエ逆変換
3 正則関数 コーシー・リーマン、ラプラスの方程式 3 特性方程式の根、振動、ダンピング
4 速度ポテンシャルと流線 4 ベクトル解析:ベクトルの内積・外積
5 写像 5 曲線・速度・加速度、接線、法線
6 周期関数 exp(jwt)と周波数伝達関数 6 接線加速度・法線加速度
7 複素積分:特異点まわりの積分(逆ラプラス変換)、翼の揚力 7 スカラー場・ベクトル場、グラジアント
8 中間試験 8 中間試験
9 フーリエ級数:周期関数、フィルター、スペクトル 9 曲面の接平面と法線、曲面の面積
10 直交性、鋸、四角波のグラフ 10 座標変換とヤコビアン
11 質量・バネ系の振動と複素形式でのフーリエ係数 11 フラックス、ダムにかかる力
12 フーリエ変換: フーリエペア、デイラックデルタ関数、周期関数 12 点源、線源の作るベクトル場
13 振動系の周波数応答、ボード線図 13 発散形式のグリーンの定理、ガウスの発散定理
14 ベクトル軌跡、フーリエ変換の積 14 回転形式のグリーンの定理、ストークスの定理
15 期末試験 15 期末試験
成績評価の方法
(1)前期:定期試験の60%と演習40%。
(2)後期:定期試験の100%と演習0%。
ただし、演習レポート提出を定期試験受験の条件とする。
学生へのメッセージ
応用数学は工学の基礎で、応用範囲が広い。 実社会・日常の応用にも関心を持って、手を使い、実用することで基礎の理解を深めることができる。 解答には必要に応じ、適切な図・ダイヤグラムを鉛筆での描画、ステップバイステップの説明を挿入することが大切である。 機械的に公式に数字を入れて計算するだけでは、応用のできる数学を学んだことにはならない。
学習・教育目標
(生産工学)
A-1 学習・教育目標
(システムデザイン工学)
  学習・教育目標
(生物応用化学)