演習予定
微分積分学第一・演習
目標
次のそれぞれを理解しまた計算ができるようになること.- 逆三角関数の主値を理解し,逆三角関数を評価することができる.
- 逆関数 (逆三角関数,逆双曲線関数等) の導関数が求められる.
- 多変数関数の偏導関数が連鎖公式を用いて計算することができる.
- 高階導関数が求められる.
- 基本的な関数の原始関数を求められる.
- 定積分,重積分の定義を理解している.
- 2変数関数の重積分が計算できる.
- 積分の変数変換におけるヤコビアンの意味が理解できている.
- 2変数関数の重積分を極座標等に変数変換して計算できる.
- 1変数関数の広義積分が収束するか判定できる.
- 1変数関数の広義積分が計算できる.
- 2変数関数の広義重積分が計算できる.
- 曲線の長さ,曲面で囲まれた領域の体積が計算できる.
各回の予定とその内容
項目 | 演習内容 | |
---|---|---|
第1回 | 集合 | 部分集合,集合の相等,差集合,積集合,区間, など |
写像 | 写像,全射,単射,全単射,写像の合成,逆写像 | |
第2回 | 初等関数 | 指数関数,対数関数,三角関数,逆三角関数,逆三角関数の主値,双曲線関数,逆双曲線関数 |
微分 | 微分可能性,微分係数,導関数,合成関数の導関数,逆関数の導関数, 高階導関数, 級,ライプニッツの公式 | |
第3回 | 原始関数 | 原始関数,基本的な原始関数 |
原始関数の計算 | 有理関数,三角関数,無理関数の原始関数の計算 | |
第4回 | 広義積分 | 関数の特異点,広義積分可能性,広義積分,広義積分の収束判定,絶対収束 |
多変数関数 | 多変数関数の極限,多変数関数の連続性 | |
第5回 | 偏微分 | 偏導関数,多変数関数が 級 |
連鎖公式 | 合成関数の偏導関数,連鎖公式 | |
第6回 | 累次積分 | 重積分,累次積分,積分の順序交換,フビニの定理 |
重積分の変数変換 | 積分の変数変換,極座標変換,ヤコビアン | |
第7回 | 広義重積分 | 多変数関数の広義積分,領域の近似列,広義積分の累次積分 |
三重積分 | 空間領域での積分,3次元極座標と極座標変換 | |
積分の応用 | 曲線の長さ,曲面積,領域の体積 |
微分積分学演習第二
目標
次の計算ができるようになること.- 実数の部分集合の上限・下限を求めることができる.
- 数列が収束することを理解し,それを で表すことができる.
- 数列が収束するかどうか判定できる,数列が収束するときその極限を調べることができる.
- 関数の極限を で表すことができる.
- 多変数関数の極限を で表すことができる.
- 一様連続を理解し,一様連続かどうか判定することができる.
- ロピタルの定理を用いて極限を調べることができる.
- 関数を収束域に注意してマクローリン展開 (テイラー展開) することができる.
- 陰関数を微分することができる.
- 関数の極値と極値を取る点を求めることができる.
- 正項級数が収束するか判定できる.
- 関数列・関数項級数が一様収束するか判定できる.
- 関数列・関数項級数が項別積分・項別微分可能かどうか判定できる.
- 整級数の収束半径が計算できる.
- 整級数が項別積分・項別微分可能かどうか判定できる.
各回の予定とその内容
項目 | 演習内容 | |
---|---|---|
第1回 | 命題 | 全称命題,存在命題及びその否定 |
実数の連続性 | 有界,上限・下限,実数の連続性,アルキメデスの原理,有理数の稠密性 | |
数列の極限 | 収束の定義( ), 極限の公式,逐次極限の公式 | |
第2回 | 収束判定 | 実数の連続性による判定,基本列,コーシー列, ダランベールの判定法,コーシーの判定法 |
連続関数 | 関数の極限の定義( ), 片側極限,コーシーの収束判定 | |
第3回 | 一様連続 | 最大値・最小値定理,中間値の定理,一様連続 |
ロピタルの定理 | ロルの定理,平均値の定理,ロピタルの定理 | |
テイラーの定理 | 1変数関数のテイラーの定理,テイラー展開可能性,剰余項,マクローリン展開, 多項式近似,ランダウの記号,1変数関数の極値 | |
第4回 | 定積分 | 定積分の定義,定積分可能性,微分積分学の基本定理,不定積分, 重積分の定義,面積,重積分可能性 |
線積分 | 関数の線積分,ベクトル場の線積分,関数の面積分,ベクトル場の面積分 | |
第5回 | 多変数の連続関数 | 点列の極限,多変数関数の極限,多変数関数の連続性 |
全微分 | 全微分可能性,方向微分,関数の勾配 | |
多変数のテイラーの定理 | 多変数のテイラー展開とマクローリン展開,陰関数定理 | |
第6回 | 極値 | 極値,条件付き極値,ヘッシアン |
正項級数 | 正項級数の収束判定,比較判定法,ダランベールの判定法,コーシーの判定法, ライプニッツの定理,絶対収束,条件収束 | |
第7回 | 関数列 | 関数列,極限関数,一様収束,関数項級数,収束判定法, ワイエルストラスのM判定法,微分・積分と極限の順序交換,項別積分,項別微分 |
整級数 | 整級数の収束域,収束半径,アーベルの定理, 整級数の項別積分・項別微分とその収束半径 |
線形代数学第一・演習
目標
- 行列の和・積が計算でき,正則行列の定義が理解できている.
- 行基本変形を用いて連立1次方程式を解くことができる.
- 行基本変形を用いて逆行列を計算することができる.
- 行列の階数が理解でき,階数を用いて連立1次方程式の解の存在,解の自由度,行列の正則判定ができる.
- 行列の行列式が計算できる.
- 行列式を用いて正則判定ができ,逆行列を余因子行列で表すことができる.
- 連立1次方程式の解をクラメルの公式を用いて表すことができる.
各回の予定とその内容
項目 | 演習内容 | |
---|---|---|
第1回 | ベクトルと行列 | 矢印ベクトルの1次変換とその表現としての行列 |
第2回 | 行列 | 行列の定義,行列の演算,零行列,単位行列,転置行列,対角行列 |
正則行列 | 正則行列,逆行列の定義 | |
第3回 | 行列の分割 | 行列を小さな行列に分割する,対称分割,ベクトル分割,基本ベクトル |
基本変形 | 行列の基本変形,基本行列 | |
第4回 | 階段行列 | 分割された行列の基本変形,階段行列,行基本変形で階段行列に変形 |
連立1次方程式 | 一般の連立1次方程式の解法,解を持つための条件,解の自由度,解空間 | |
第5回 | 逆行列 | 逆行列の計算 |
階数 | 行列の階数,階数標準形,階数と正則の関係 | |
第6回 | 行列式 | 行列式の定義,行列式と基本変形,行列式と正則の関係 |
第7回 | 余因子展開 | 行列の余因子,余因子行列,行列式の余因子展開,クラメルの公式 |
線形代数学演習第二
目標
- 一般のベクトル空間が理解できている.
- ベクトル空間の基底を求めることができ,ベクトル空間の次元を計算できる.
- 線形写像を理解し,その表現行列をもとめることができる.
- 基底を取り替え行列を計算することができる.
- 基底を取り替えたときの表現行列の変換を計算することができる.
- 線形写像の像と核を求めることができる.
- 複素内積の計算ができ,正規直交基底を求めることができる.
- 行列の固有値,固有ベクトル,固有空間を求めることができる.
- 行列が対角化可能かどうか判定し,対角化可能のとき対角化できる.
- 正規行列をユニタリ行列で対角化できる.
- 実正規行列を直交行列で標準形にできる.
各回の予定とその内容
項目 | 演習内容 | |
---|---|---|
第1回 | ベクトル空間 | ベクトル空間の定義,ベクトルの1次結合,1次独立,1次従属 |
第2回 | 部分ベクトル空間 | 部分ベクトル空間の和空間と共通部分,ベクトルで生成される部分ベクトル空間 |
基底と次元 | ベクトル空間の基底,次元,標準基底,和空間の次元定理 | |
第3回 | 線形写像 | 線形写像の定義,同型写像,ベクトル空間の同型 |
基底と座標 | 基底に関するベクトルの座標,基底の取り替え行列 | |
第4回 | 表現行列 | 線形写像の基底に関する表現行列,基底の取り替えと表現行列 |
像と核 | 線形写像の像と核,線形写像の次元定理 | |
第5回 | 内積 | 内積の定義,ベクトルのノルム,直交関係,直交補空間 |
シュミットの直交化法 | シュミットの直交化法,正規直交基底,エルミート行列,ユニタリ行列 | |
第6回 | 固有値と固有ベクトル | 固有値,固有ベクトル,固有ベクトル空間,特性多項式,固有値の重複度 |
行列の対角化 | ケーリー・ハミルトンの公式,対角化可能性と対角化 | |
第7回 | 正規行列 | 正規行列をユニタリ行列で対角化 |
実正規行列の標準形 | 実正規行列の標準形,直交行列による標準形 |
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