●本授業の目的およびねらい
「線形性」は近代科学における数量的取り扱いの最も基本的な概念であり,さまざまな分野で用いられる。その線形性を数学的に扱う手法を与えるのが線形代数学である。本科目は通年講義の前半として,行列の数学的取り扱いに習熟し,諸概念を理解することを目的とする。特に,座標幾何学(平面,空間)による幾何学的理解,連立一次方程式の解法への習熟,行列式の概念の理解を重視する。
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●履修条件あるいは関連する科目等
高校数学の内容を既知とする。線形代数学II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。実際の講義予定は別に提示する。
1.空間図形(空間内の平面と直線) 空間内の基本的な図形である直線,平面の方程式や方向ベクトル,法線ベクトルなどを通して,方程式に対する幾何的感覚を養う。 (キーワード)直線の方程式,平面の方程式,方向ベクトル,法線ベクトル,内積 (発展的内容)外積,空間ベクトルに対する線形結合,線形独立・従属,球面の方程式
2.行列 行列の基礎概念を理解し,その演算法則に習熟する。 (キーワード)行列の演算,単位行列,正則行列,逆行列,対角行列,転置行列 (発展的内容)三角行列,行列の分割,実対称行列,直交行列
3.行列の基本変形と連立一次方程式 行列の基本変形により階数の概念を理解し,連立一次方程式の掃き出し法による解法との関係を理解する。また,正則行列の判定と逆行列の計算法にも習熟する。 (キーワード)連立一次方程式,基本変形,拡大係数行列,行列の階数,解の自由度,逆行列の計算
4.行列式 行列式の基本性質,幾何的意味を理解し,行列式の計算に習熟する。また,行列の正則性と行列式の関係などについて学ぶ。 (キーワード)行列式の基本性質,行列式の展開,余因子 (発展的内容)置換,クラメールの公式,余因子行列と逆行列,平行6面体の体積
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●成績評価の方法
主として中間試験と期末試験の成績に基づいて成績評価を行う.また,履修取り下げ届が提出された場合は「欠席」とし,それ以外は SABCF のいずれかの評価とする.詳細は 1 回目の授業の際に説明する.
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●教科書
三宅 敏恒 「線形代数学—初歩からジョルダン標準形へ 」 培風館
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●参考書
佐武一郎「線形代数」裳華房 ストラング「線形代数とその応用」産業図書
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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)
教科書に載っていないにも触れるので講義ノートは必須である.
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