タイトル

開講年度 開講学部等
2026 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
後期 金5～6 演習 7.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1042100013 数理データサイエンス技術演習[Exercise in Mathematical Data Science] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
平川　義之輔[HIRAKAWA Yoshinosuke] ー
担当教員[ローマ字表記]
平川　義之輔　[HIRAKAWA Yoshinosuke]
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
表計算ソフトや数式処理ソフトを使用し、数値計算や統計処理、Fourier解析等の基礎的事項を学び、解析学や幾何学等へのコンピュータの活用について勉強する。
授業の到達目標
(1)表計算ソフトや数式処理ソフトの基本的な概念を理解し、微分積分や幾何学等の数理科学の基本的な問題に対してそれらの基本的な活用の仕方、コマンドやその組み合わせを身につける。
(2)数値計算や統計学、フーリエ解析等の考え方を理解し、基礎を身につける。
数学的な課題に対して、数学的な手法や数式処理ソフトや表計算ソフトをどう活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、数式処理ソフトや表計算ソフトを活用して解決することに関心をもち、自 ら主体的・積極的に取り組むことができる。
(4)すぐに解決方法が分からない課題にあっても試行錯誤を厭わず粘り強く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)課題解決に必要な技能をもち、表現することができる。
授業計画
【全体】
本演習の前半ではMathematicaを使って
・関数とグラフ
・曲線と曲面
・数値計算
・Taylor級数
・Fourier級数
・離散フーリエ変換
・その他（アルゴリズム）
などを勉強する予定です。
また後半では、
・Mathematicaを用いた多変数関数の微積分の可視化
・Excel（プログラミング）などを用いた標本線型回帰、統計的仮説検定、並び替え、検索によるデータ整理
などを勉強する予定です。 また、プレゼンテーションの基礎を学びます。
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、平面の曲線
関数のグラフ、媒介変数で表される関数のグラフ、平面上の部分集合や領域、陰関数のグラフ 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第2回 空間内の曲線と曲面、グラフの重ね合わせ
二変数関数の描画、パラメータで表される空間内の曲線、関数のグラフを重ね合わせて表示 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第3回 空間内の曲面、グラフの動的操作
パラメータで表される空間内の曲面、回転と媒介変数表示、空間における回転を表す行列、陰関数で与えられた曲面、グラフをインタラクティブに操作する
 		授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第4回 数列、漸化式、場合分け
数列の漸化式、和、一般項、グラフによる可視化 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第5回 極限、級数、収束判定
 		数列の収束先の計算、収束判定、グラフによる可視化 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第6回 微分、微分方程式 純関数、初期値、微分方程式、Newton法 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第7回 Taylor展開、積分 微分、積分、内積、三角関数の正規直交性、Taylor展開、近似n次式、グラフによる可視化
 		授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第8回 中間まとめ
中間まとめ
授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第9回 相関と回帰分析1 表計算ソフトの使用方法、平均、分散、標準偏差、散布図、相関係数、線型回帰 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第10回 相関と回帰分析2 線型回帰、残差の幾何学的な意味、推測統計 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第11回 仮説検定1 大数の法則、中心極限定理、正規分布、Z統計量を用いた仮説検定 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第12回 仮説検定2
t統計量を用いた仮説検定 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第13回 Fourier級数展開
 		内積、正規直交系、Fourier級数展開 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第14回 疑似乱数の応用 ランダムウォークの生成、モンテカルロ法、乱択アルゴリズム
 		授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第15回 期末試験
原則対面で実施 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
第16回 期末課題
期末課題 授業中に指示した学習内容について、予習・復習してください。（学習時間の目安：4時間以上）
※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: 10%　C: 60%　D: --%
成績評価法
講義内外の提出課題30%、期末試験30%、期末課題40%
通常の演習および期末課題はソフトウェアを用いて実施するが、期末試験は筆記試験により実施する。
教科書にかかわる情報
備考
講義資料等をMoodleで配布します。
参考書にかかわる情報
参考書 書名 入門Mathematica ISBN 9784501546205
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
著者名 川平友規 出版社 プレアデス出版 出版年 2013
備考
メッセージ
期末試験と期末課題だけ頑張っても無駄です。毎週、きちんと講義に出席し、課題を提出して、採点結果を見て再提出する、というサイクルを守ってください。また、単に授業を聞いているだけ、友達から教えてもらうだけ、では力はつきません。自らの手と頭と時間を使って積極的に取り組んでください。
キーワード
数式処理ソフト、表計算ソフト、フーリエ解析

持続可能な開発目標（SDGs）

  • 質の高い教育をみんなに
(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。
関連科目
データサイエンス応用、データサイエンス技術I/II

履修条件
連絡先
yhirakawa@yamaguchi-u.ac.jp（理学部138号室）
オフィスアワー
研究室にいるときは常時対応しますが、事前にメールで確認をいただけると助かります。数理科学教室の学習相談室も利用してください。

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