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数値計算入門２

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科目名
平成28年度以降入学者		 数値計算入門２
科目名
平成27年度以前入学者		 数値計算入門２
教員名 中島　基樹
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 選択
授業テーマ コンピュータによる科学技術計算
授業のねらい・到達目標 「数値計算入門１」に引き続き、数値計算の手法やＣ言語によるプログラミングを学ぶ。ここでは常微分方程式の解法を中心に行い、実際の物理学の問題に応用することにより、実践的な数値計算のプログラム作成を身につける。
授業の方法 授業は演習形式である。コンピュータ教室のＰＣを用いて、実際にＣ言語でプログラムを作成し実行する。
履修条件 特に履修条件を設けないが、「数値計算入門１」を履修していることが望ましい。
事前学修・事後学修，授業計画コメント 事前学修として、授業で行う内容についてテキストをあらかじめ読んでおく。
毎回の授業で出される課題プログラムを完成させ、決められた期限までに提出する。
授業計画
1 Ｃ言語のプログラムの入力と実行の復習
【準備】Ｃ言語の基礎的な数学関数（sin,cos,logの扱い方）や、分岐や繰り返し処理（if文やforループ）について理解しておくこと。
2 方程式の解法（１）－ニュートン法
【準備】教科書の１１１頁～１１２頁を読んでおくこと。
3 方程式の解法（２）－二分法
【準備】教科書の１１４頁～１１５頁を読んでおくこと。
4 １階常微分方程式の解法－オイラー法（１）
【準備】微分法及び微分方程式の基礎を復習しておくこと。
5 ２階常微分方程式の解法－オイラー法（２）
【準備】第４回目の授業内容を復習しておくこと。
6 １階常微分方程式の解法－ルンゲクッタ法（１）
【準備】教科書の１６１頁～１６２頁を読んでおくこと。
7 ２階常微分方程式の解法－ルンゲクッタ法（２）
【準備】第６回の授業内容を復習しておくこと。
8 微分方程式の数値解をグラフにする
【準備】第７回の授業内容を復習すること。教科書の第Ｉ編10章「ファイル操作」を読んでおくこと。
9 放物運動の数値計算
【準備】第８回の授業内容を復習すること。力学・放物運動について理解しておくこと。
10 ばねの振動運動の数値計算
【準備】第９回の授業内容を復習すること。力学・振動運動について理解しておくこと。
11 電磁場中の荷電粒子の運動の数値計算
【準備】第１０回の授業内容を復習すること。電磁気学・電磁場中の荷電粒子の運動について理解しておくこと。
12 課題プログラム作成（１）
【準備】第１回～第１１回までの授業内容を復習しておくこと。
13 課題プログラム作成（２）
【準備】第１回～第１１回までの授業内容を復習しておくこと。
14 課題プログラム作成（３）
【準備】第１回～第１１回までの授業内容を復習しておくこと。
15 まとめとレポート提出
【準備】第１回～第１１回までの授業内容を復習しておくこと。
その他
教科書 杉江日出澄・鈴木淳子 『Ｃ言語と数値計算法』 培風館 2001年 第1版
参考書 川上一郎 『数値計算』 岩波書店 1989年 第1版
成績評価の方法及び基準 レポート(30%)、授業参画度(40%)、課題プログラムの評価(30%)
オフィスアワー 授業終了時、教室にて質問対応します。

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