フーリエ・ラプラス変換(Fourier and Laplace Transformation)
本科選択・必修開設時期単位数授業形態担 当
情報電子必修4年前1講義原田徳彦
【授業の概要】
通信工学においてフーリエ変換は、信号をスペクトルに分解し、線形システムの入出力の関係を表したり、標本化定理を導くための数学的道具として使われる。また、ラプラス変換も時間の関数を別の関数に変換することにより、計算の見通しをたてるための便法として、数学、物理、工学に用いられる。フーリエ変換、ラプラス変換の定義や性質・定理について学び、システム解析への応用について学ぶ。
【授業の進め方】
座学の講義が中心である。適宜演習を行うことにより理解度を測る。
【授業計画】 【授業項目】 【内 容】
1 回 数学的準備 複素数と複素関数、複素平面と極形式、複素関数
2 回 数学的準備 広義積分、デルタ関数
3 回 フーリエ変換の基礎 フーリエ級数、複素フーリエ級数
4 回 フーリエ変換の基礎 フーリエ変換、フーリエ変換の性質
5 回 フーリエ変換の応用 たたみこみ積分と相関関数、相関関数のフーリエ変換
6 回 フーリエ変換の応用 サンプリング定理
7 回 フーリエ変換の応用 線形システムのスペクトル解析
8 回 中間試験 1回から7回までの授業の範囲から出題する。
9 回 ラプラス変換の基礎 テストの解答と解説、ラプラス変換
10 回 ラプラス変換の基礎 ラプラス変換の性質、ラプラス変換の定理
11 回 ラプラス変換の基礎 ラプラス逆変換
12 回 ラプラス変換の応用 線形微分方程式への適用
13 回 ラプラス変換の応用 微積分および偏微分方程式解法への適用
14 回 ラプラス変換の応用 工学問題への適用
期末試験 9回から14回までの授業の範囲から出題する。
15 回 答案返却など テストの解答と解説。
【到達目標】ラプラス変換、フーリエ変換の基本演算の手法を習得し、工学と関連付けて活用、応用できる。
【徳山高専学習・教育目標】A1【JABEE基準1(1)】c-1
【評価法】中間試験、期末試験の相加平均で評価する。
【テキスト】楊 剣鳴 著 「システム解析のためのフーリエ・ラプラス変換の基礎」(コロナ社)
【関連科目】本科:情報通信工学(4年)、ディジタル信号処理(5年)