●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)空間ベクトルに対する線形結合,線形独立・従属
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,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)クラメールの公式,余因子行列と逆行列
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●成績評価の方法
レポート(20%),中間試験(30%)および期末試験(50%)で評価する.
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●教科書
「工学系:線形代数」筧三郎,数理工学社
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●参考書
「線型代数学」佐武一郎,裳華房
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●注意事項
・講義中に適宜,演習を行う. ・講義順序は変更することがある.
・復習が不可欠である.
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