【授業の目的】
・専門数学IIとともに、電気・電子通信における幅広い応用分野を視野に据え、そこで多用される数学の基礎を学び、2年次以降の専門科目履修への基礎学力の習得を目的とする。
・導入的な三角関数や正弦波交流から物理的に重要な振動について学び、さらに交流回路の基本的な回路素子の表記法や特性を学習することを目的とする。
・複素数を用いて、複素平面内での振動現象を振幅と位相の点から理解し、インピーダンスの物理的意味と表記法を修得することを目的とする。
・複雑な回路方程式の基礎となるキルヒホッフの法則を用いて、基礎的な解法を学ぶことを目的とする。
・さまざまな電磁気現象を明らかにするのに不可欠な微分方程式について学習することを目的とする。
・電気電子工学の観点からいくつかの特徴的な物理モデルを取り上げて、メカニズムに対応する方程式の立て方、数学的な解法について学習することを目的とする。
【授業の到達目標】
1)交流振動：振動の物理的機構を理解し三角関数を用いて表現できる。【知識・理解】
2)交流回路：基本的な回路素子の表記、特性が理解できる。また、交流回路における微分・積分の現象を理解し、数学的に表現できる。【知識・理解】
3)複素数：複素数を用いて振動を表現し、複素平面内での振る舞いを説明できる。【知識・理解】
4)回路方程式：インピーダンスの概念が理解でき、回路解析に用いることができる。また、キルヒホッフの法則を用いて回路解析ができる。【知識・理解】
5)微分方程式：物理現象について微分方程式で表現でき、数学的方法で解くことができる。【知識・理解】
【授業概要（キーワード）】
交流振動、複素数、複素平面、インピーダンス、回路方程式、微分方程式
【科目の位置付け】
この科目は、情報・エレクトロニクス学科のカリキュラム・ポリシーの１.(１)に対応している。この科目では、電気・電子通信の様々な現象を扱う基礎数学を物理的な視点から取り上げて習得する。基礎となる科目は主に高校での三角関数、微分・積分である。この科目を基礎とする科目は主に電気回路、電磁気学、電子物性等である。
【SDGs（持続可能な開発目標）】
04.質の高い教育をみんなに
【授業計画】
・授業の方法
講義はオンラインを併用して行う場合があります．講義では物理的なイメージが把握しやすいように，概念・考え方を例題を用いて説明します．また，理解度を確認するための演習・レポート・課題等を実施します．
・日程
以下の内容について扱います．進度によって調整する場合があります．
第１回：ガイダンス，三角関数と正弦波交流
第２～３回：微分と回路素子の働き
第４～５回：積分と交流の実効値
第６～７回：複素数と正弦波交流のフェーザー
第８回：中間テストとまとめ
第９～１０回：行列と回路網解析
第１１回：行列式を利用した交流回路網解析
第１２～１４回：微分方程式，第１５回：期末テストとまとめ
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
新しい概念や考え方が毎回数多く出てくるので講義についていくのは容易ではありません．不明な点は自分で考えた後、質問するなど積極的な姿勢で講義にのぞんでください．私語・飲食・喫煙等，他の受講生の迷惑となる行為を行った場合は、受講を遠慮していただき、欠席扱いとします．なお，2単位の授業科目は90時間の学修を必要とし，そのうち約30時間分を講義で実施しますので，60時間分の予習・復習が必要です．
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
一般に大学で学ぶ内容は高度であるため，講義時間のみの学習では理解に限界があります．そのため予習・復習は大変重要です．加えて数学の知識にも個人差があるので，自分自身でわからない点についてはわかっている所まで戻るのが結局のところ近道です．場合によっては高校のテキストに戻ることも必要です．併せて自分で積極的に調べることが大切です．インターネットでの検索は便利ですが，図書館を利用するなどして，調査方法も含めて広い知識を身につけ，理解を深めることを望みます．
【成績の評価】
・基準
到達目標に記載の項目：
1)振動を理解し、数学的に表現できる
2)交流回路において、回路素子や諸現象を数学的に表現できる
3)複素平面内で振動の振る舞いを取り扱うことができる
4)インピーダンスを理解し、基本法則を用いて交流回路の解析ができる
5)物理現象について微分方程式を用いて現象を解析できる
ことを合格の基準とします。
・方法
中間テスト：40点，期末テスト：40点，演習・レポート等：20点の合計100点．単位認定は合計得点60点以上とします．ただし、期末試験を含めて，講義に8回以上出席した学生に対してのみ期末試験の採点を行います．全講義回数は15回であるため，期末試験を除いた14回のうち8回を欠席すると，期末試験が採点されない形になります．
【テキスト・参考書】
テキスト：高木・猪原・佐藤・高橋・向川 共著，「大学１年生のための電気数学ー電気回路・電磁気学の基礎数学ー」（森北出版）
参考書：服藤 憲司 著，「例題と演習で学ぶ電気数学」（森北出版）
【その他】
・学生へのメッセージ
2年次以降で学習する専門教育科目の基礎固めの科目のため，新しい内容が多いので毎回予習・復習してください。わからないことは自ら積極的に取組んで、理解を深めて、自分の将来や目標にアプローチしてください．
・オフィス・アワー
講義日以外は米沢キャンパスにいます(工学部8号館8-110室，オフィスアワーは月曜16時～17時)．キャンパスが異なるため質問等がある場合はWebclassからメールしていただくほうが手軽です．
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