Web Syllabus(講義概要)
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発展数学A(多変数関数の微積分)
英文名Advanced Mathematics A
科目概要2025年度 前期/2単位
授業対象指定なし(G学科,M学部,S学部,HS学科,OT専攻,ST専攻,FR学部を除く) 木1/ [自由]G学科 木1/ [自由]HS学科 木1/ [自由]OT専攻 木1/ [自由]ST専攻 木1
科目責任者伊藤 真吾
担当者伊藤 真吾
備考科目ナンバリング:L101-GI06/授業形態:講義

授業の目的

高校の「数学Ⅲ」に相当する内容を学習済みであり、さらに高度な内容の数学を受講したいと希望する学生に対して開講する科目。多変数関数(主に2変数関数)の微分積分学の理解と偏微分・重積分等の計算能力を修得すること、また、講義を通して数理的なものの考え方を身につけることを目的とする。

教育内容

yがxの関数であることをy=f(x)などと表し、これを1変数関数と呼ぶ。一方、zがxとyの関数であることをz=f(x,y)などと表し、これを2変数関数と呼ぶ。本講義の主な内容はこの2変数関数についての微分積分である。最初の5回は、2変数関数を学習する準備として、1変数関数について(高等学校の数学Ⅲで学習しない内容である)逆三角関数、ロピタルの定理、テーラーの定理、定積分の定義を解説する。5回目以降は、2変数関数の微分(偏微分という)、積分(重積分という)を解説する。

教育方法

【この授業は全て対面で実施します】
前半の75分程度は板書による講義形式で授業を進める。残りの15分程度は問題演習の時間に充てる。
【フィードバックの方法】演習問題は毎回提出してもらい、採点・添削したものを次回授業時に返却する。

準備学習(予習・復習)

【講義時間外に必要な学習の時間:60時間】
予習:次回内容に関する教科書の該当部分を一通り読んでおくこと(1時間程度)。
復習:授業内容を復習し、配布プリントおよび教科書の演習問題に取り組むこと(3時間程度)。

授業内容(シラバス)

担当者項目内容
1伊藤 真吾
逆三角関数
逆三角関数を定義し、その導関数・不定積分について学ぶ。
2伊藤 真吾
1変数関数の微分法(1)
ロピタルの定理
ロルの定理、コーシーの平均値定理からロピタルの定理を導き、複雑な極限の計算方法について学ぶ。
3伊藤 真吾
1変数関数の微分法(2)
テーラーの定理
テーラーの定理、マクローリンの定理の使い方を学ぶ。
4伊藤 真吾
1変数関数の定積分の定義
1変数関数の定積分を定義し、微分積分学の基本定理について学ぶ。
5伊藤 真吾
2変数関数の微分法(1)
2変数関数の基礎事項
2変数関数の定義、グラフ、連続性およびその極限、偏導関数の計算法について学ぶ。
6伊藤 真吾
2変数関数の微分法(2)
全微分
2変数関数の全微分可能性、2変数関数のグラフの接平面、接平面と全微分可能性の関係について学ぶ。
7伊藤 真吾
2変数関数の微分法(3)
高階偏導関数・合成関数の偏微分
2変数関数の高階変動関数および合成関数の偏微分の計算方法を学ぶ。
8伊藤 真吾
2変数関数の微分法(4)
極大・極小
2変数関数の極大、極小の調べ方について学ぶ。
9伊藤 真吾
2変数関数の微分法(5)
陰関数定理
陰関数の定理の原理を理解し、曲線の接線や陰関数の極値問題の解き方を学ぶ。
10伊藤 真吾
2変数関数の微分法(6)
ラグランジュの未定乗数法
条件付き極値問題をラグランジュの未定乗数法を用いて解く方法を学ぶ。
11伊藤 真吾
2変数関数の積分法(1)
2重積分の定義と意味
重積分の定義と幾何学的な意味、累次積分について学ぶ。
12伊藤 真吾
2変数関数の積分法(2)
重積分の変数変換
重積分を変数変換により計算する方法(特に極座標変換による変換)について学ぶ。
13伊藤 真吾
2変数関数の積分法(3)
体積や曲面積への応用
重積分を用いて、立体の体積や表面積を求める演習を行う。
14伊藤 真吾
2変数関数の積分法(4)
広義積分
広義積分の定義を理解し、その計算方法を学ぶ。
15伊藤 真吾
まとめ
まとめ
No. 1
担当者
伊藤 真吾
項目
逆三角関数
内容
逆三角関数を定義し、その導関数・不定積分について学ぶ。
No. 2
担当者
伊藤 真吾
項目
1変数関数の微分法(1)
ロピタルの定理
内容
ロルの定理、コーシーの平均値定理からロピタルの定理を導き、複雑な極限の計算方法について学ぶ。
No. 3
担当者
伊藤 真吾
項目
1変数関数の微分法(2)
テーラーの定理
内容
テーラーの定理、マクローリンの定理の使い方を学ぶ。
No. 4
担当者
伊藤 真吾
項目
1変数関数の定積分の定義
内容
1変数関数の定積分を定義し、微分積分学の基本定理について学ぶ。
No. 5
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(1)
2変数関数の基礎事項
内容
2変数関数の定義、グラフ、連続性およびその極限、偏導関数の計算法について学ぶ。
No. 6
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(2)
全微分
内容
2変数関数の全微分可能性、2変数関数のグラフの接平面、接平面と全微分可能性の関係について学ぶ。
No. 7
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(3)
高階偏導関数・合成関数の偏微分
内容
2変数関数の高階変動関数および合成関数の偏微分の計算方法を学ぶ。
No. 8
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(4)
極大・極小
内容
2変数関数の極大、極小の調べ方について学ぶ。
No. 9
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(5)
陰関数定理
内容
陰関数の定理の原理を理解し、曲線の接線や陰関数の極値問題の解き方を学ぶ。
No. 10
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の微分法(6)
ラグランジュの未定乗数法
内容
条件付き極値問題をラグランジュの未定乗数法を用いて解く方法を学ぶ。
No. 11
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の積分法(1)
2重積分の定義と意味
内容
重積分の定義と幾何学的な意味、累次積分について学ぶ。
No. 12
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の積分法(2)
重積分の変数変換
内容
重積分を変数変換により計算する方法(特に極座標変換による変換)について学ぶ。
No. 13
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の積分法(3)
体積や曲面積への応用
内容
重積分を用いて、立体の体積や表面積を求める演習を行う。
No. 14
担当者
伊藤 真吾
項目
2変数関数の積分法(4)
広義積分
内容
広義積分の定義を理解し、その計算方法を学ぶ。
No. 15
担当者
伊藤 真吾
項目
まとめ
内容
まとめ

到達目標

1.1変数関数にテーラーの定理を適用することができる。
2.偏微分の基本事項を理解し、偏導関数を求めることができる。
3.2変数関数の極大・極小を調べることができる。
4.陰関数を微分することができる。
5.重積分の基本事項を理解し、その値を計算することができる。
6.2重積分を利用して立体の体積を求めることができる。

成績評価の方法と基準

試験方法:筆記試験 実施時期:試験期間内
「毎回の講義における課題において授業内容を正しく理解できている(30%)」、「講義内容の理解度を問う定期試験(70%)」により評価する。なお、欠席は減点する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

分からないことは、遠慮なく質問してください。また、学生同士お互いに聞きあったり、教えたりすることも大切です。内容量が多く、進度は早いので、不明な点はできるだけ早く理解することが重要です。

教材

種別書名著者・編者発行所定価(円)
教科書微分積分学加藤 末広、勝野 恵子、谷口 哲也コロナ社2,860円
参考書入門微分積分三宅敏恒培風館2,090円
教科書
署名
微分積分学
著者・編者
加藤 末広、勝野 恵子、谷口 哲也
発行所
コロナ社
定価(円)
2,860円
参考書
署名
入門微分積分
著者・編者
三宅敏恒
発行所
培風館
定価(円)
2,090円