タイトル

開講年度 開講学部等
2026 大学院創成科学研究科(博士前期)
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 月7~8 講義  
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
3242010330 解析学特論Ⅰ 日本語 2
担当教員(責任)[ローマ字表記] メディア授業
小杉 千春[KOSUGI Chiharu]
担当教員[ローマ字表記]
小杉 千春 [KOSUGI Chiharu]
特定科目区分   対象学生   対象年次 1~2
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
Hilbert空間, L^{2}空間, W^{1, 2}空間について学び, Hilbert空間における偏微分方程式の可解性に関する関数解析的手法を身につける. 本講義では, 線形な境界条件を伴う1次元非斉次楕円型方程式に対する境界値問題の弱解の存在を示すことを目的とする.
授業の到達目標
(1) Hilbert空間において成り立つ諸定理や性質を理解し, 示すことができる.
(2) L^{2}空間やW^{1, 2}空間において成り立つ諸定理や性質を理解し, 示すことができる.
(3) 楕円型方程式に対する弱形式の意味や, リースの表現定理を用いた弱解の存在証明方法を理解できる.
(4)毎回の講義に参加し, 授業内レポートや授業外レポートに積極的に取り組む.
授業計画
【全体】
・楕円型方程式に対する境界値問題の導出
・Hlbert空間とその基本的性質
・線形汎関数の定義とその基本的性質
・Hilbert空間における直交補空間の定義とその基本的性質
・Hilbert空間におけるRieszの表現定理
・L^{2}空間の定義とその基本的性質
・弱微分, W^{1, 2}空間の定義と基本的性質
・Rieszの表現定理による1次元非斉次線形楕円型方程式に対する境界値問題の弱解の一意存在証明
・1次元非斉次非線形楕円型方程式に対する境界値問題の弱解の存在証明

時間が許せば, 時間依存型方程式に対する可解性の証明手法についても解説する.
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 ・ガイダンス
・楕円型方程式に対する境界値問題の導出
・定常状態の1次元熱方程式の導出
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第2回 ・関数解析(1)
・線形空間
・ノルム空間
・Banach空間
の定義と性質

・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第3回 ・関数解析(2) ・内積空間
・Hilbert空間
の定義と性質
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第4回 ・関数解析(3) ・線型汎関数
・Hilbert空間にける直交補空間
の定義と性質
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第5回 ・関数解析(4) ・Hilbert空間における直交補空間(続き) ・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第6回 ・関数解析(5) ・Rieszの表現定理
の証明
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第7回 ・L^{2}空間(1) ・L^{2}空間
の定義とその性質
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第8回 ・L^{2}空間(2) ・L^{2}空間
の定義とその性質(続き)
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第9回 ・弱微分 ・弱微分
の定義と性質
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第10回 ・W^{1, 2}空間(1)

・W^{1, 2}空間
の定義と性質
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第11回 ・W^{1, 2}空間(2) ・W^{1, 2}空間
の性質(続き)
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第12回 ・偏微分方程式への応用1 ・1次元線形熱方程式の定常問題に対する弱解の定義
・Rieszの表現定理を用いた1次元線形熱方程式の定常問題に対する弱解の存在証明
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第13回 ・偏微分方程式への応用2(1) ・1次元非線形熱方程式の定常問題に対する弱解の存在証明 ・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第14回 ・偏微分方程式への応用2(2) ・1次元非線形熱方程式の定常問題に対する弱解の存在証明(続き)
・講義内容の復習とレポート課題
(学習時間の目安:4時間以上)
第15回 ・まとめ ・これまでの講義内容のまとめ ・講義内容の復習とレポート課題
(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: --% C: --% D: --%
成績評価法
レポート100%
教科書にかかわる情報
備考
参考書にかかわる情報
参考書 書名 関数解析 ISBN 4844501232
著者名 宮寺功著 出版社 理工学社 出版年 1996
参考書 書名 関数解析 ISBN 9784320011069
著者名 黒田成俊著 出版社 共立出版 出版年 1980
備考
教科書は指定しない. 参考書に沿って講義を進める.
メッセージ
本講義の目標は, 関数解析的手法を用いた偏微分方程式の(弱)解の存在と一意性を示すことである.
時間の関係上, , その道具となる関数解析に関する内容は, 丁寧に解説できない場合がある.
定理や性質の細かい証明は, 参考書等を見ながら各自で理解を深めて欲しい.
キーワード
関数解析, L^{2}空間, 弱微分, W^{1, 2}空間, 偏微分方程式
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
履修条件
連絡先
修学支援システムのメッセージを用いて連絡してください.
オフィスアワー
初回の講義で指示する.

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