【講義の目的】
電気・電子・情報・通信工学において必要となる基本的な数学手法について学ぶ. 特に, 物理現象の解析に用いられる複素関数, 留数の定理, 微分方程式, 偏微分方程式を学習する.
【講義計画】
1. 複素数, 複素関数, オイラーの公式(第1章, 第2章)
2. 複素関数の微分, 正則関数, コーシー・リーマンの関係式(第3章)
3. 調和関数, 複素関数の積分, 正則関数で表す物理現象(第3章)
4. コーシーの定理, コーシーの積分公式, ベキ級数とテイラー展開(第4章, 第5章)
5. ローラン展開, 特異点, 留数定理(第5章)
6. 複素積分による実関数の積分, 複素積分の応用(第6章, 第7章)
7. 【中間試験】(出題範囲:第6回講義まで)
8. 1階常微分方程式:変数分離形, 同次形, 階数の引き下げ, 線形(第3章)
9. 1階線形微分方程式と回路解析(RC, RL)(プリント)
10. 2階斉次線形微分方程式:基本解と一般解, ロンスキアン(第3章)
11. 2階非斉次線形微分方程式:定数変化法(第4章)
12. 2階線形微分方程式と機械振動・回路解析(RLC)(第4章, プリント)
13. 級数による解法, ベッセルの微分方程式(第5章),連立微分方程式(プリント)
14. 偏微分方程式:熱伝導方程式,拡散方程式,ラプラス方程式,波動方程式(第7章, プリント)
15. まとめ, 【期末試験】(出題範囲:第8回講義以降)
*ただし, ()内は対応する教科書の章またはプリントの配布を意味する.
電気・電子・情報・通信工学において必要となる基本的な数学手法について学ぶ. 特に, 物理現象の解析に用いられる複素関数, 留数の定理, 微分方程式, 偏微分方程式を学習する.
1.複素数, 複素関数, オイラーの公式(第1章, 第2章)
2.複素関数の微分, 正則関数, コーシー・リーマンの関係式(第3章)
3.調和関数, 複素関数の積分, 正則関数で表す物理現象(第3章)
4.コーシーの定理, コーシーの積分公式, ベキ級数とテイラー展開(第4章, 第5章)
5.ローラン展開, 特異点, 留数定理(第5章)
6.複素積分による実関数の積分, 複素積分の応用(第6章, 第7章)
7.【中間試験】(出題範囲:第6回講義まで)
8.1階常微分方程式:変数分離形, 同次形, 階数の引き下げ, 線形(第3章)
9.1階線形微分方程式と回路解析(RC, RL)(プリント)
10.2階斉次線形微分方程式:基本解と一般解, ロンスキアン(第3章)
11.2階非斉次線形微分方程式:定数変化法(第4章)
12.2階線形微分方程式と機械振動・回路解析(RLC)(第4章, プリント)
13.級数による解法, ベッセルの微分方程式(第5章),連立微分方程式(プリント)
14.偏微分方程式:熱伝導方程式,拡散方程式,ラプラス方程式,波動方程式(第7章, プリント)
15.まとめ, 【期末試験】(出題範囲:第8回講義以降)
*ただし, ()内は対応する教科書の章またはプリントの配布を意味する.
(教科書)
前半:石井彰三監修 安岡康一・植之原裕行・宮本智之著『理工系のための解く!複素解析』(講談社)
後半:石井彰三監修 水本哲弥著 『理工系のための解く!微分方程式』(講談社)
(参考書)
内藤喜之著 『電気・電子基礎数学』(電気学会)
関連科目:「電磁気学」を始め電気電子工学科科目全般
演習と試験による. 配点は, 演習30点, 中間試験30点, 期末試験40点.
【オフィスアワー】
オフィスアワーは第1回講義にてクラスごとに連絡する.