シラバス参照

講義コード/Subject Code U4303101Z1 
科目ナンバリング/Course Numbering 043B641 
講義名/Name of Subject ◇数理科学1 
英文科目名/Name of Subject [English] Topics in Mathematical Science 1 
担当者名/Instructor

柳澤 優香

単位/Credits
配当年次/Year of Study 学部 3年~4年 
時間割/Class Schedule 第1学期 月曜日 4時限 .
副題/Subtitle
Brief Title
Pythonによる科学技術計算(1) 



授業概要/Course
Description
本授業では,紙と鉛筆では扱うことができないような,ある範囲の数学の問題に対して,コンピュータ(計算機)を用いて解を求める様々な数値計算手法を説明する.身近な問題や実例を題材に,非線形方程式系に対する解法,数値積分,行列計算などの基礎理論を丁寧に解説する.
本授業ではPythonを用いて数値計算を行う.Pythonとは高水準言語であり,ライブラリが豊富であることから,人工知能(機械学習),科学技術計算に応用されている.フリーであるため自宅に学習環境を構築することが可能である.
毎回の授業では,例題や演習問題を取り上げ,自らがコンピュータを使って解くことを重要視する.
また,各手法における安定性や精度,計算の複雑度などについても考察する. 
到達目標/Course
Objectives
・社会における科学技術計算の重要性を知る
・基本的な数値計算法を理解する
・Pythonを用いて簡単なプログラムを自ら実装できる技術を習得する 
授業内容/Schedule
実施回/Week 内容/Contents
第1回 / オリエンテーション, Python入門(1)環境構築,変数と演算 
第2回 / Python入門(2)制御構造,行列,関数 
第3回 / Python入門(3)データをグラフで可視化 
第4回 / 浮動小数点数,数値計算と誤差 
第5回 / 数値計算ライブラリ 
第6回 / 非線形方程式の解法(1)二分法,ニュートン法 
第7回 / 非線形方程式の解法(2)ニュートン法続き,演習 
第8回 / 関数とデータの近似 (1) 
第9回 / 関数とデータの近似 (2), 演習 
第10回 / 数値積分(1) 
第11回 / 数値積分(2), 演習 
第12回 / 線形方程式の解法(1)逆行列を用いた解法 
第13回 / 線形方程式の解法(2)LU分解,ピボット選択 
第14回 / 固有値と固有のベクトルの数値解法 
第15回 / 理解度の確認 
授業計画コメント/Comments on the Schedule
受講者の理解度や演習問題の実施状況を確認しながら講義を進める予定 
授業方法/Teaching Method
・G-portやLMSを通じて,教材(PDFファイル,必要に応じて動画データ)を提示する
・数回の演習を行い,LMS上に提出してもらう(具体的な方法は第1回目の授業で説明) 
使用言語/Language in Class
日本語/Japanese   英語/English     日本語・英語以外/Other Language    
準備学習
(予習・復習)/Class Preparation
(Preparation and Review)
【準備】毎授業で,「次回授業で扱う範囲」指示するので,教材に目を通し自ら例題を解き,理解を深めておく.(約1〜2時間)
【復習】授業や演習での不明点や質問事項を放置せず,必ず解決させること.LMSの掲示板,チャット機能を活用しよう 
成績評価の
方法・基準/Evaluation
評価項目/Criteria 評価配分(%)/Percentage 備考/Comments
学期末試験(第1学期)/First Term examination      
学年末試験(第2学期)/Second Term examination      
中間テスト/Mid-term examination      
レポート/Reports   50  % 学期末に実施 
小テスト/Quizzes   0  %  
平常点(出席、クラス参加、グループ作業の成果等)/Particlpation, Attendance, Group Work, etc.   50  % 授業中に出題する演習問題の実施状況 
その他(備考欄を参照)/Other(see remarks column)      
成績評価コメント
各目標にどのような点が評価のポイントになるか、具体的に記入してください。/General Comments on the Evaluation Criteria:  
演習問題の実施状況や提出状況を平常点として重要視する.
その結果とレポートの評価を総合して判断する. 
課題等(試験やレポート等)に対するフィードバック/Feedback on Exams or Assignments
授業で出題する演習問題は,次回授業で丁寧に解説する. 
教科書/Textbook
教科書コメント/General Comments on the Textbooks
スライドやプリントを配布予定 
参考文献/Reference
Book
1. 書籍名/Title   シリーズ名/Name of series   著作者/Author  
『NumPy&Scipy 数値計算 実装ハンドブック』  Pythonライブラリ定番セレクション  松田 康晴, 長井 隆, 大川 洋平, lib‐arts 
出版元/Publisher   版/Edition   出版年/Year   ISBN  
秀和システム    2019  年 978-4798055442 
参考文献コメント/General Comments on the Reference Books
必要に応じて講義中に紹介する. 
履修上の注意/A Note on Registration
第1回目の授業には必ず出席すること. 
その他/Other
Infomation
カリキュラムマップ/Curriculum map
以下URLを参照
https://www.univ.gakushuin.ac.jp/life/curriculummap.html
 


PAGE TOP