山口大学教務システム - 1041100012-データサイエンス応用

開講年度	開講学部等
2025	理学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期	水1～2	講義	2.5
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1041100012	データサイエンス応用			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
寺本　圭佑[TERAMOTO Keisuke]					ー
担当教員[ローマ字表記]
寺本　圭佑　[TERAMOTO Keisuke]
特定科目区分		対象学生	数理科学科・令和3年度以降入学者対象	対象年次	2～4
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

数式処理ソフト Mathematica 等の活用を通じて、大学の数学の基本や機械学習についての理解を深めるとともに、数理科学の問題に対し、課題解決に向けて数式処理ソフトを活用を図り、実践することができる基礎力の習得を目指します。

授業の到達目標

(1)数式処理ソフトの基本的な概念を理解し、線型代数等の基礎知識と応用の基礎を身につけ、それらの問題解決に数式処理ソフトを活用する基本的なコマンドやその組み合わせを身につける。
(2)数学的な課題に対して、数式処理ソフトをどう適用すると解決につながるかを判断することができる。
(3)数学的な課題に対して、数式処理ソフトを活用して解決することに関心をもつことができる。課題解決に自ら主体的・積極的に数式処理ソフトを活用を試みることができる。
(4)主体的に考え、試行錯誤をしながらも継続して実施することができる。
(5)他人に迷惑をかけない。共同作業では積極的に参加し、自らの役割を果たす。
(6)実用的な速度で入力ができる。課題に対して、必要なコマンドやその組み合わせを実際に運用することができる。

授業計画

【全体】

次のような項目をMathematicaを使って勉強する予定です。
・線形代数（ベクトルと行列、固有値、対角化等）とその応用
・代数系とその応用
・機械学習等
これらは予定ですので、理解度など事情により変わることもあります。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	ガイダンス Mathematicaの基本1	アプリケーションのインストール変数、定数、基本演算	授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第2回

Mathematicaの基本2

リスト、Listable、特殊入力、関数の適用・定義、関数の適用、分岐と繰り返し

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第3回

Mathematicaの基本3
線形代数1

関数定義、データの可視化（グラフィックス）、
連立方程式、
線形空間、ベクトル

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第4回

線形代数2

内積、ノルム、距離

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第5回

線形代数3

直交

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第6回

線形代数4

行列
特別な形の行列
逆行列、行列式
行基本変形

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第7回

線形代数5

階数

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第8回

線形代数6

固有多項式、固有値、固有ベクトル、固有空間

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第9回

線形代数7

対角化
直交行列を用いた対角化

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第10回

線形代数8
代数1

行列のべき乗、対角化の応用
素数

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第11回

応用1

暗号
シーザー暗号

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第12回

代数2

合同式、（拡張）ユークリッドの互除法、
有限体、多項式の計算

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第13回

応用2

RSA暗号

授業計画に沿って、予習・復習を行う
(学修時間の目安:4時間以上)

第14回

応用3

機械学習
教師あり学習

授業計画に沿って、予習・復習を行う
(学修時間の目安:4時間以上)

第15回

応用4

機械学習
クラスタリング

授業計画に沿って、予習・復習を行う(学修時間の目安:4時間以上)

第16回

期末試験

これまで勉強したことの確認

総復習

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: 25%　D: --%

成績評価法

毎週の提出課題と期末試験により評価する。
課題 30 ％、期末テスト 70％

教科書にかかわる情報

備考

教科書は指定しません。必要に応じて講義資料を配布します。

参考書にかかわる情報

参考書	書名	入門Mathematica				ISBN	9784501546205
参考書	著者名	日本Mathematicaユーザー会	出版社	東京電機大学出版会				出版年	2009

参考書	書名	レクチャーズオンMathematica				ISBN	9784903814612
参考書	著者名	川平友規	出版社	プレアデス出版				出版年	2013

備考

上記以外でも必要に応じて自分に合った参考書を見つけて使うとよい。

メッセージ

実際に自分の頭で考えてプログラミングを行うようにしましょう。

キーワード

数式処理、Mathematica

持続可能な開発目標（SDGs）

(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。

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