【授業の目的】
多変数関数の偏微分と重積分,およびその応用を学ぶ.主に2変数関数を題材として,基礎的な計算技術を修得する.
【授業の到達目標】
数学教員として地域の教育を担うために必要な以下の専門的知識・技能を修得することを目標とする. (1)偏微分係数の概念を理解し,偏導関数および高階偏導関数を計算できる. (2)関数のテイラー展開を求めることができる. (3)関数の極値を求めることができる. (4)重積分の概念を理解し,累次積分や変数変換を用いて基本的な関数の重積分を計算できる. (5)重積分を利用して図形の面積や体積を求めることができる.
【授業概要(キーワード)】
偏微分の定義と基本法則,合成関数の偏微分とテイラーの定理,偏微分の応用(接平面,極値問題),重積分の定義と基本法則,累次積分,変数変換と重積分,重積分の応用
【学生主体型授業(アクティブラーニング)について】
D-1.演習、実習、実験等を行う機会がある。:1~25%
【科目の位置付け】
児童教育コースの「発展科目」であり,他の数学関連科目の基礎となる科目である. また,中学校教諭・高等学校教諭一種免許状(数学)取得のための選択科目である.
【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
概念の説明,計算方法の説明,計算練習,総合的な演習をおこなう.なお,説明は板書を中心とする.適宜,理解を確認するための質問をする.
・日程
第1回:多変数関数の極限と連続性 第2回:偏微分,偏導関数 第3回:合成関数の微分 第4回:高階偏導関数 第5回:テイラーの定理 第6回:曲面の接平面,極値 第7回:陰関数の極値,条件付き極値 第8回:重積分の定義 第9回:累次積分の計算 第10回:広義重積分 第11回:変数変換と重積分 第12回:極座標変換と重積分 第13回:重積分の応用(体積) 第14回:重積分の応用(曲面積) 第15回:試験とその解説
【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
単なる暗記で済ませずに,自分の頭を使って理解に努めること.不明な点はそのままにせず,質問をすること.
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
板書の内容を中心として,十分に理解できるまでじっくり考えながら,繰り返し学習する.また,演習問題は確実に解けるようになるまで,繰り返しトレーニングする.
【成績の評価】
・基準
以下の観点で,演習や課題を取り入れつつ,主に試験の結果によって総合的に判断する. ・基本的な関数の偏微分の計算やテイラー展開ができる. ・重積分の計算技術を習得している. ・偏微分と重積分の概念を理解し,関数や計量の問題に応用することができる.
・方法
受講態度(20点)と試験(80点)の合計点によって評価する.
【テキスト・参考書】
事前にテキストとして指定するものはないが,授業進度,学生の理解に合わせて,適宜,指定する.また,参考図書は講義の際に紹介する.
【その他】
・学生へのメッセージ
1年前期開講の「解析学概論」を履修していることが望ましい.「解析学概論」を履修していない場合は,事前に相談をすること.
・オフィス・アワー
授業時間外に学生の質問に答える「オフィス・アワー」は坂口研究室(地教2号館4階433)において,原則,月曜日の15:00~16:00とするが,これに限らず在室している時は随時対応する.確実に面談したい場合は事前に予約をすること.
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