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物理数学

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令和２年度以降入学者 物理数学
教員名 三隅良平
単位数    2 学年    1 開講区分 文理学部
科目群 地球科学科
学期 後期 履修区分 選択必修
授業形態 対面授業
授業の形態 対面授業を行う
授業概要 地球科学、特に気象学や地震学において、物理学の視点から現象を理解することは重要である。本講義では地球科学における現象を、物理学的に理解するための基礎となる数学について、高校で学んだ内容まで掘り下げて学習する。
授業のねらい・到達目標 ねらい：
地球科学での専門科目に対応できるような物理数学の基礎事項を習得する。

到達目標（括弧内の数字は授業回を表す）
(1)微分方程式を解くことができる。（1～11, 15）
(2)波動方程式を理解し、地球科学における様々な波動に応用できる。（12～15）

学科プログラム（JABEE認定プログラム含む）の学習・教育到達目標とのかかわり：
「(G)地球科学の専門知識を修得する」に寄与する．

この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP3 およびカリキュラムポリシーCP3 に対応している。

日本大学教育憲章との関係：
・物事を論理的に説明することができる。(A-3-1)
授業の形式 講義
授業の方法 (1) 講義形式で授業を行い、各自演習を行う。
本授業の事前・事後学習は，各２時間の学習を目安とする。
(2) 課題・授業内テストのフィードバックは授業内の解説として行う。
(3) 授業での板書や演習問題、授業内テストの解答はCanvasLMSにアップロードするので、よく復習しておくこと。
履修条件 なし
授業計画
1 講義全体のガイダンス、および三角関数の定義や弧度法について学習する (A-3)
【事前学習】高校で学習した三角関数について復習しておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
2 三角関数に関する重要公式について学習し、地球科学での応用例について理解する (A-3)
【事前学習】三角関数に関する公式について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
3 指数関数と対数関数について学習する (A-3)
【事前学習】指数関数・対数関数について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
4 微分法(1)（微分の定義および微分の公式について学ぶ） (A-3)
【事前学習】高校で学習した微分法について復習しておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
5 微分法(2)（三角関数・指数関数・対数関数の微分について学ぶ） (A-3)
【事前学習】三角関数・指数関数・対数関数の微分について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
6 積分法(1)（積分の定義および積分公式について学ぶ） (A-3)
【事前学習】高校で学習した積分法について復習しておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
7 積分法(2)（三角関数の積分について学ぶ） (A-3)
【事前学習】三角関数の積分について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
8 積分法(3)（指数関数・対数関数の積分について学ぶ） (A-3)
【事前学習】指数関数・対数関数の積分について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
9 微分方程式(1)（変数分離法による微分方程式の解法を学ぶ） (A-3)
【事前学習】変数分離法による微分方程式の解法について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
10 微分方程式(2)（線形微分方程式の解法について学ぶ） (A-3)
【事前学習】線形微分方程式の解法について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
11 微分方程式(3)（２階微分方程式の解法について学ぶ） (A-3)
【事前学習】２階微分方程式について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
12 単振動（単振動に関する運動方程式を解く方法を学ぶ） (A-3)
【事前学習】単振動について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
13 波動方程式(1)（波動方程式とその解法について学ぶ） (A-3)
【事前学習】波動方程式について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
14 波動方程式(2)（波動方程式の地球科学への応用について学ぶ） (A-3)
【事前学習】気象学や地震学における波動について調べておく （2時間）
【事後学習】授業中に解いた問題を再確認すること （2時間）
【授業形態】対面授業
15 まとめと解説 (A-3)
【事前学習】これまでの授業内容をまとめておく （2時間）
【事後学習】授業内容を復習しまとめること （2時間）
【担当教員】三隅良平
【授業形態】対面授業
その他
教科書 使用しない
参考書 ノマド・ワークス 『高校レベルからはじめる! やさしくわかる物理学のための数学』 ナツメ社 2020年 第1版
成績評価の方法及び基準 試験(50%)、授業内テスト:毎回の授業で行う小テスト(50%)
授業内テスト(50点)と期末試験（50点）
総合的に判断し60点以上を合格とする。
達成度評価基準：
(1)微分方程式を解くことができる。（50点）
(2)波動方程式を理解し、地球科学における様々な波動に応用できる。（50点）
オフィスアワー 授業日にメールにて対応

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