2019年度1年IJ「解析学 I ・解析学 I 演習」今までの記録と今後の予定(予定の大部分は去年の例をもとに試みに書いただけです。目安程度にお考え下さい。)
2019年12月3日 更新
- 10月3日(木)午前10時半頃より補講:「宿題190929」。受講心得の配布。解析学1でやること。数値計算による1次近似の観察。x^2の場合。一般の多項式の場合。多項式でない場合は1次近似をどうやって求めるか? 1/xの場合。1次近似の定義。1次近似の1次の係数=平均変化率の極限=微分係数。3次函数x^3-3xのx=1の近くでの2次近似の数値実験とグラフ。2次近似の定義。多項式の場合の係数の決め方。多項式でないときはどうするか?2次までのテイラー展開の公式。
- 10月4日(金)13時頃より補講:前回の復習。2次までのテイラー展開の公式と剰余項の積分表示。「確認テスト191004」。
- 10月7日(月)前半:「宿題191003」。1次近似・2次近似の復習。多項式のテイラー展開。n次近似としてのテイラー展開。多項式でない場合のn次までのテイラー展開の公式。その誤差項の評価。1/(1-x)のx=0におけるテイラー展開。1/xのx=1におけるテイラー展開。冪函数のx=0におけるテイラー展開。sinのx=0におけるテイラー展開。
- 10月7日(月)後半:相対性理論の2次近似。演習「一変数テイラー展開」。
- 10月16日(水)前半:月曜時間割。「宿題191008」。√2の1次近似の誤差評価。√2の2次近似。振り子の運動の方程式の導出。振り子の運動の方程式の線型近似とその解。極大極小の判定への応用。
- 10月16日(水)後半:月曜時間割。「一変数テイラー展開」敗者復活演習。
- 10月21日(月)前半:「宿題191016」。振り子のコンピュータデモ。 近似の次数を上げていくと近似の有効な範囲が広がっていく例(指数函数e^xの場合と三角函数sinxの場合)。無限冪級数としてのテイラー展開。
指数函数・三角函数のマクローリン展開。Eulerの公式 。三角函数は要らない。
無限等比級数の和の公式と1/(1-x)のマクローリン展開。実解析函数。
- 10月21日(月)後半:CDクラスの合同でC122にて。宿題の解説。1変数函数と2変数函数の比較。2変数2次函数のグラフz=x^2+y^2の形状(断面図・等高線・見取り図---回転放物面)。2変数1次函数のグラフz=(3/2)x+2yの形状(断面図・等高線・見取り図---平面)。「確認テスト191021」。
- 10月28日(月)前半:「宿題191023」。函数x^2+y^2の1次近似。2変数の1次近似の図形的意味は? 曲面z=x^2+y^2とその接平面のコンピュータデモ。2変数函数の1次近似の定義。2変数函数の1次近似と1変数函数の1次近似の関係。2変数函数の1次近似の係数を求める公式。
- 10月28日(月)後半:2変数函数のグラフとその接平面の切り口。
偏微分・偏導函数の定義。偏微分係数の幾何学的意味。接平面の定義。
演習「偏微分の計算」。
- 11月7日(木)前半:月曜時間割。「宿題191030」。2変数函数のグラフとその接平面の切り口の復習。2変数函数の1次近似と偏微分係数との関係の復習。2変数函数の微分可能の定義。偏微分可能だが連続でない例。偏微分可能で連続だが微分可能でない例。各偏導函数が存在して連続ならばもとの函数は微分可能(証明抜き)。
- 11月7日(木)後半:「偏微分の計算」の敗者復活演習(●)。
- 11月11日(月)前半:「宿題191106」。1変数函数の場合に増減を調べずに最大値・最小値を求める方法の復習。最大値・最小値の存在定理。有界集合の説明。閉集合の説明。2変数函数の最大最小の求め方。演習「2変数函数の最大最小」。
- 11月11日(月)後半:2変数の高階偏微分の定義。2変数のn階連続微分可能の定義。1変数函数の1次近似。1変数函数のn次近似(テイラー展開)。2変数函数の1次近似。では2変数函数のn次近似は?2変数多項式のテイラー展開の高次の係数を元の多項式の高階導函数の値で表すこと。2変数多項式のテイラー展開の高次の係数を元の多項式の高階導函数の値で表すこと。 2変数函数のテイラー展開の公式。「確認テスト191111」。
- 11月18日(月)前半:「宿題191113」。
12.1節:2変数函数の極大極小の定義。1変数函数の1次近似・2次近似とその幾何学的意味。1変数函数の2次近似の極大極小問題への応用。2変数函数の2次近似。12.2節:平行移動した図形の方程式。円錐曲線と2次曲線。楕円と双曲線。拡大縮小した図形の方程式。
- 11月18日(月)後半:2変数テイラー展開の例。演習「2変数テイラー展開」。
- 11月25日(月)前半:「宿題191120」。ここまでの復習。平面の線型変換の復習。回転移動は線型変換であること。回転行列。x^2-y^2=1を回転してxy=1/2にする。
- 11月25日(月)後半:12.3節。z=Ax^2+Cy^2の等高線。Ax^2+Bxy+Cy^2=kを回転してxyの係数を0にする。12.4節。2次形式の行列による記述。回転の効果。x^2+xy+y^2=1の回転。12.5節。z=Ax^2+Bxy+Cy^2の等高線。2次形式の行列式の回転による不変性。
- 12月2日(月)前半:12.6節。ヘッシアンを用いた2変数函数の極大極小の判定法。極大極小のコンピュータデモ。(見取り図。等高線の様子。)13.1.1節。非線型写像と線型写像。平面から平面への線型写像の例。非線型写像の例としての極座標変換。13.1.2節。極座標変換とその線型近似。
- 12月2日(月)後半:極大極小問題の例。
演習「2変数函数の極大極小」。
- 12月9日(月)前半予定:写像の微分・ヤコビ行列。ヤコビ行列の定義と例。
- 12月9日(月)後半予定:「二変数テイラー展開」敗者復活演習。
- 12月16日(月)前半予定:写像の微分・ヤコビ行列。ヤコビ行列の定義と例。合成写像の微分(chain
rule)。偏微分の変数変換の簡単な応用例。
- 12月16日(月)後半予定:ヤコビ行列とchain rule の復習。偏微分の変数変換。線型座標変換によるダランベール作用素の変換。 1次元波動方程式の一般解。
- 12月23日(月)予定:
- 1月20日(月)前半予定:
- 1月20日(月)後半予定:
- :「一変数テイラー展開」敗者復活演習最終回。(星取表空欄の人)
- :「一変数テイラー展開」敗者復活演習最終回。(星取表●の人)
- 1月27日(月)前半予定:
- :「ト」祭り。「極大極小」敗者復活演習。
- 1月27日(月)前半予定:代数方程式と函数方程式。微分方程式・積分方程式・差分方程式。「解ける」微分方程式と「解けない」微分方程式。変数分離形の1階常微分方程式の解法。
- 1月27日(月)後半予定:ラプラス作用素の極座標変換。
- 2月3日(月)前半予定:変数分離形の1階常微分方程式の解法。
変数分離形の1階常微分方程式の解法例。
- 2月3日(月)後半予定:敗者復活演習最終回。
- 予定:16時30分頃〜3時間程度、期末試験(前半)。
- 予定:16時30分頃〜3時間程度、期末試験(後半)。
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