数値計算法T

Numerical MethodT

〈授業のねらい〉 この授業では微積分と線形計算の知識をもとに、計算機の数値計算に用いられる公式を詳細に導出し、その基礎となる考え方や応用を学ぶ。工学的な問題を処理する場合、電子計算機で簡単に解決することはできない。解析的に不可能な方程式の数値解を得るためには、これらの式を計算機で処理できるような近似式を作らなければならない。このように、企業や大学にある計算機センタ−のライブラリ−を作るには数値計算法の知識がなくてはならない。数値計算法第一では、種々の解法の基礎となる差分法、画像処理や数値制御などに用いられる補間法、実験デ−タなどから近似式を作る関数近似、微分方程式や微積分の数値解を求めるための数値微分などについて学習する。

    《授業計画》

  1. 数値計算法の目的と概要、数値計算の誤差、絶対誤差と相対誤差、誤差の伝搬。
  2. 差分法、主な差分公式、線形差分方程式。
  3. 線形2階差分方程式、未定係数法。
  4. 差分演算子、移動演算子、平均演算子、微分演算子と差分演算子の関係。
  5. ラグランジュの補間法、補間多項式の誤差。
  6. エルミートの補間法
  7. スプライン関数による補間法。
  8. アキマの方法
  9. 逐次補間法(エイトケン法、ネビーユ法)。
  10. 関数近似、直交多項式による最小二乗近似法,ルジャンドル、ラゲール法他
  11. グラムの多項式による離散的データの最小二乗近似法。
  12. 未定係数法による離散的データの最小二乗近似法。
  13. 差分演算子を用いた数値微分法。ラグランジュの補間公式を用いた数値微分法。
  14. 差分商列を用いた逐次数値微分法。
  15. リチャードソンの補外法による微分公式の精度の向上

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