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微分方程式
常微分方程式
〈 微分積分
線形代数学
常微分方程式は、未知関数とその導関数の関係を表す方程式を扱う数学の分野です。一階・高階の常微分方程式、線形微分方程式、初期値問題、解の存在と一意性などを通じて、時間とともに変化する現象を記述・解析する方法を体系的に学びます。
学習内容
1階常微分方程式
1階の常微分方程式の解法について解説します。
常微分方程式の定義
常微分方程式を定義するとともに、関数が常微分方程式の解であることの意味を解説します。
1階常微分方程式と直接積分法
最も単純な1階常微分方程式を題材に、直接積分法と呼ばれる微分方程式の解法について解説します。
変数分離型の1階常微分方程式の解法
1階の常微分方程式が分離可能である状況において、そのような微分方程式の解を求める方法について解説します。
同次型の1階常微分方程式の解法
1階の常微分方程式が同次型であることの意味を定義するとともに、同次型の微分方程式の解を求める方法について解説します。
線型1階常微分方程式の解法
1階の常微分方程式が線型であることの意味を定義するとともに、線型1階の常微分方程式の解を求める方法について解説します。
完全微分方程式の解法
1階の常微分方程式が完全微分方程式であることの意味を定義するとともに、微分方程式が完全微分方程式であることの判定方法や、完全微分方程式の解法について解説します。
積分因子を用いた1階常微分方程式の解法
1階の常微分方程式が完全微分方程式ではない場合にでも、何らかの関数(積分因子)を両辺に掛けることにより完全微分方程式になる場合、完全微分方程式の解法を用いて解くことができます。
ベルヌーイの微分方程式の解法
常微分方程式がベルヌーイの微分方程式である場合、変数を置換することにより、それを線型1階微分方程式へ変換することができます。
常微分方程式の活用例
常微分方程式の活用例について解説します。
溶液の希釈問題(微分方程式の応用例)
溶液の希釈問題から微分方程式を構築した上で、それを解く方法について解説します。
人口増減とマルサス成長モデル(微分方程式の応用例)
マルサス成長モデルとは、1人あたり人口変化率が一定と仮定した上で人口の増減を描写するモデルです。マルサス成長モデルを微分方程式を用いて記述するとともに、それらを解く方法について解説します。
人口増減とロジスティックモデル(微分方程式の応用例)
人口増加にともない1人あたり人口変化率が減少していく状況を想定した人口変動モデルをロジスティックモデルと呼びます。ロジスティックモデルを微分方程式を用いて記述するとともに、それらを解く方法について解説します。
噂の拡散(微分方程式の応用例)
集団の内部において噂が拡散していく状況を微分方程式(ロジスティック微分方程式)を用いて記述するとともに、その微分方程式を解く方法について解説します。
連続複利(微分方程式の応用例)
瞬間ごとに金利が発生する状況を想定した複利を連続複利と呼びます。連続複利のモデルを微分方程式を用いて定式化するとともに、その解を求める方法を解説します。
原子核の崩壊と半減期(微分方程式の応用例)
放射能を持つ原子核が放射性崩壊を起こす状況を微分方程式を用いて記述するとともに、放射性崩壊の法則のもとで、微分方程式を解く方法を解説します。
自由落下運動(微分方程式の応用例)
自由落下運動を描写する微分方程式を特定するとともに、その微分方程式を解く方法を解説します。
空気抵抗を考慮した物体の落下(微分方程式の応用例)
重力と空気抵抗の影響を受けながら垂直落下する物体の運動を描写する微分方程式を特定するとともに、その微分方程式を解く方法を解説します。
〈 微分積分
線形代数学
学習ガイド
2026-06-10
学習ガイド
大学の数学カリキュラムとWIISのカリキュラムは何が違うのか
多くの大学では入学後すぐに微分積分学や線形代数学を学び、その後に実数論や位相空間論などの理論的な科目へ進みます。一方、WIISでは論理学・集合論の後に実数論を学び、その上で微分積分学へ進むカリキュラムを採用しています。本記事では、それぞれの考え方とWIISの学習順序のメリットについて解説します。
キーワード:
実数論
,
数学
最新の議論
自由落下運動(微分方程式の応用例)
2件の返信 ・最終更新 2年、 5ヶ月前
関連分野
論理学
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微分積分学では、関数の変化や空間の構造を解析するための基礎理論を学びます。1変数関数からベクトル値関数、スカラー場・ベクトル場、最適化問題までを体系的に扱い、多変数解析学や最適化理論への橋渡しを行います。
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