< 平成12年度教養ゼミナール >

MATHEMATICA で数学を学ぶ



担当者  山本 修一



授業のねらい

 このゼミでは、数式処理ソフト MATHEMATICA を用いて、 パソコン上に描き出される画面を通して数学を学ぶ。 具体的には、微分や積分など極限の操作で達成される数学的概念または 定理をグラフィカルに近似する操作(プログラムの作成とグラフ)を通し、 視覚的に内容を理解していく。


シラバス

 
 
回数
授  業  内  容
<ガイダンス>
 授業の進め方とソフト Mathematica のインストール
< Mathematica の使い方>
 ソフトの起動の仕方、終了の仕方、ヘルプの見方
< Mathematica を使ってみる>
 基本演算の規則、記号および近似コマンド N を学び、 基本的な計算をしたり、関数の定義の仕方を学ぶ
< Mathematica でグラフを描く>
 Plot コマンドの使い方といくつかのオプションを学び、 いろいろな関数のグラフを表示したり、Do コマンドでアニメーションを 作る
<接線を近似する>
 接線という概念およびその傾きが微分係数で与えられることを グラフィカルな近似を通して理解する
<導関数をみる(1)>
 (x2)'=2x という公式の意味を、接線の傾きを考えた対応として、 グラフィカルな近似を通して理解する
<導関数をみる(2)>
 (sin x)'=cos x という公式の意味を、接線の傾きを考えた対応として、 グラフィカルな近似を通して理解する
<積分を計算する(1)>
 x2 の積分を原始関数を求めて計算するのではなく、 区間を n 等分して Sum コマンドを用いてリーマン和として計算する
<積分を計算する(2)>
 cos x のリーマン和を(1)と同じ方法でmathematica を用いて計算する
10 <積分することをグラフィカルに見る(1)>
 2x を積分すると x2 になることを グラフィカルな近似を通して見る
11 <積分することをグラフィカルに見る(2)>
  cos x を積分すると sin x になることを グラフィカルな近似を通して見る
13 <関数を多項式で近似する>
 sin x のマクローリン展開を多項式で近似しながら グラフィカルに見ていく
13 <微分方程式の解をグラフィカルに作る(1)>
 1 階の線形微分方程式 y'+2y=0 の解を近似的に グラフィカルに作り出すことで,微分方程式の解の意味を学ぶ.

13 <微分方程式の解をグラフィカルに作る(2)>
 1 階の線形微分方程式 y''+y=0 の解を近似的に グラフィカルに作り出すことで,微分方程式の解の意味を学ぶ.

15 定期試験
そ  の  他
研究室:5号館4階543-A室

受講に関しての注意
[注意1] 受講者は、CD-ROM 付きのノートパソコンを必要とする
[注意2] 受講者は20名以下で先着順ととする
     ただし、復習や宿題にきちんと対応できること
[注意3] 出席のみで単位をとることはできない



授業の風景

 授業は、まず講議から始められます。 配付されたプリントをもとにその日のテーマについて黒板を使い説明があります。 数学的な内容になり、学生さんには苦手なところです。 また、新しいコマンドについてもていねいに説明がなされます。
EXTRA


パソコンを使い、漠然と理解していた事柄を目で確認します。


最後に、スクリーンを見ながら確認します。


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