●本授業の目的およびねらい
定量的変化を記述・分析する数学の分野が解析学であり,その中心的方法は微分・積分である.これらの方法は自然科学において必須の研究手法であるが,近年はさらに社会科学などにも広く応用されている.本科目は通年講義の後半として,多変数微分積分学の基本を理解し,様々の計算に習熟して応用できるようになることを目的とする.特に多変数関数のグラフなどを通して幾何学(空間)的イメージ,線形代数と結び付いた理解を重視する.
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●履修条件あるいは関連する科目等
高校数学,微分積分学Iの内容を既知とする.微分積分学Iとあわせて完結した講義となる.
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●授業内容
以下の授業内容は標準的に教えられるものであり,講義の順序を示すものではない.また,クラスによっては,さらに進んだ内容が教えられる場合もある.実際の講義予定は別に提示する.
1.多変数関数の極限と連続性 多変数関数(特に2変数関数)の極限に関する基本的事項と連続関数の基本性質を学ぶ. (キーワード)ユークリッド距離,点列の極限,多変数関数の極限と連続性 (発展的内容)近傍,開集合,閉集合,連続関数の性質
2.多変数関数の微分法 多変数関数(特に2変数関数)について微分法の基礎を理解する.さらにそれを用いて,平面上の関数の様々な性質について調べられるようにし,極値問題などへの応用を学ぶ. (キーワード)偏微分と方向微分,合成関数の偏微分,テイラーの定理,高階偏導関数,極値問題 (発展的内容)全微分,接平面の方程式,座標変換,勾配ベクトル,二次形式としてのヘシアン,陰関数定理,ラグランジュの未定乗数法,多変数関数
3.多変数関数の積分法 重積分の意味を理解し,累次積分による積分計算に習熟する.さらに,極座標変換などの例を通して,変数変換とその重積分への応用を学ぶ. (キーワード)重積分,累次積分,変数変換,ヤコビアン (発展的内容)積分順序交換,曲面積と体積,(多変数)広義積分,線積分,グリーンの定理
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●成績評価の方法
中間試験・期末試験の成績を主体にし,それにレポートの結果を加味して総合的に判断する.学期途中で履修の意思が無くなった場合,履修取り下げ届を提出する必要がある.詳細については初回の講義で説明する.
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●教科書
三宅敏恒 「入門微分積分」 培風館
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●参考書
小林昭七 「続微分積分読本(多変数)」裳華房 そのほかには講義内で紹介する.
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●注意事項
授業時間が限られているので自宅での予習・復習・演習が不可欠である.
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●本授業に関する参照Webページ
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●担当者からの言葉(Webページのみ表示)
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