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年度 2026年度 開講部局 総合科学部総合科学科
講義コード ANM06001 科目区分 専門教育科目
授業科目名 微分方程式
授業科目名
(フリガナ)
ビブンホウテイシキ
英文授業科目名 Differential Equations
担当教員名 小林 亮
担当教員名
(フリガナ)
コバヤシ リョウ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   前期   2ターム
曜日・時限・講義室 (2T) 火1-4:総C808
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
対面
講義と実習(Python)を並行して行う. 
単位 2.0 週時間 4 使用言語 J : 日本語
学習の段階 2 : 初級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 01 : 数学・統計学
対象学生 総合科学部2年生
授業のキーワード 微分方程式,モデリング,シミュレーション 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
(学部生対象科目のみ)
微分方程式は,自然現象や社会現象を記述するための強力な数理言語である.微分方程式によるモデル化を通して,現象を律する数理的構造を理解し,また現象を予測したり制御したりすることができる.このことは総合科学プログラムの研究テーマにおいて,重要な視点を与える. 
到達度評価
の評価項目
(学部生対象科目のみ)
総合科学プログラム
(知識・理解)
・当該の個別学問体系の重要性と特性、基本となる理論的枠組みへの知識・理解
(能力・技能)
・課題の考察のために必要な理論・方法を特定する能力・技能 
授業の目標・概要等 常微分方程式の理論的基礎を学ぶとともに,数値計算を通じて解の挙動を理解する.さらに,実際の現象を数理モデルとして定式化する能力の習得を目標とする. 
授業計画 微分方程式とは何か / 微分方程式を解くとは
放射性同位体の崩壊の方程式
数値計算こと初め
変数分離形の微分方程式
マルサスのモデル・ロジスティック方程式
化学反応系のモデル
感染症のモデル / SIRモデル
拡散現象の離散方程式  (n-box system)
2階線形微分方程式
  調和振動子,バネ・マス・ダンパ系,LCR回路,共振現象
質点の運動方程式 / 振り子の運動・天体の運動
平衡点と安定性・分岐
リミットサイクル / ファンデアポール方程式
カオス / ローレンツ方程式
1回の授業(180分)の前半で方程式の導入と理論解析を行い,後半でシミュレーションの実習およびモデリング演習を行う.
サンプルプログラムをもとに各モデル方程式の数値計算と解の可視化を行うことで,シミュレーション技法を習得する.

最終回授業終了後に試験を行います.

講義は広島大学名誉教授の小林亮(コバヤシリョウ)先生が担当します. 
教科書・参考書等 【教科書】 特に指定しない
【参考書】「Pythonと実例で学ぶ微分方程式」神永正博,コロナ社 ,「微分方程式で数学モデルを作ろう」デヴィッド・バージェス,モラグ・ボリー,日本評論社 
授業で使用する
メディア・機器等
その他(【詳細情報】を参照)
【詳細情報】 https://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/ryo/Differential_Equation/index.php
Google Colab,各自のノートパソコン

 
授業で取り入れる
学習手法
予習・復習への
アドバイス
数値計算を通じて微分方程式と対話することで,肌感覚で微分方程式の性質を理解しておきたい. 
履修上の注意
受講条件等
微分積分学 I を履修していることが望ましいが,高校レベルの微積分とベクトルが理解できていれば受講可能. 
成績評価の基準等 試験とレポート 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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