数学・物理をプログラミングで考える
山崎俊彦 (火 4)・田浦健次朗 (水 2)
内容: 物理・数学の問題をコンピュータ (数値計算) で解く
物理
目標:
法則の記述
(微分方程式)
可視化・アニメーション
数学
コンピュータ
数値計算法
(アルゴリズム)
def animate(y0, v0):
v = v0
y = y0
c = 15
dt = 0.01
for i in range(10000):
alpha = - 0.01 * v - 2.0 * y
v = v + alpha * dt
y = y + v * dt
▶
実際の問題を数値計算で解く
→ プログラミングを学ぶ動機
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そのための物理や数学を学ぶ
→ 数学・物理を学ぶ動機
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解決のための，自発的な勉強，試
行錯誤
モットー:
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物理法則の価値・すごさを「解ける」ことで実感
(シュレディンガー，ナビエストークス，解析力学，. . . )
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大学数学の価値・すごさを「解くために使う」ことで実感
(n × n 行列, 多変数の微積分, 偏微分方程式, . . . )
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身につくスキル・進行形式
スキル:
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簡単・強力なプログラミング言語:
Python
強力なライブラリ・パッケージ: 3D ア
ニメーション, データ可視化, 行列計
算, 最大最小化, 方程式, . . .
形式:
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数人のグループで, 作戦会議と作業
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進捗共有・議論のためのミニ発表 (数
件/週)
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最終回発表
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進行 (目安)
1-2
3
4-6
7-11
12-13
ガイダンス・大人数講義
イントロ, 問題 (候補) 提示
スキルに関する説明と練習
問題解決に向けた議論，作業 (プログラミング)
発表準備，発表会
去年の同名の授業 (全学ゼミ).
http://bit.ly/1w4YexR
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プログラム（pdf）はこちらから