課程資訊
課程名稱
數學建模
Mathematical Modeling 
開課學期
109-2 
授課對象
理學院  數學研究所  
授課教師
薛克民 
課號
MATH5426 
課程識別碼
221 U6130 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期二5(12:20~13:10)星期三8,9(15:30~17:20) 
上課地點
天數304天數304 
備註
總人數上限:40人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1092MATH5426 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
本課程尚未建立核心能力關連
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

本課程的目的為介紹基本的數學模型建構技巧及其相關的數學分析工具.
我們將從變分學(Calculus of Variations)出發以推導若干常見的
數學物理方程, 然後TBA. 

課程目標
建立數學模型建構與分析的基本能力 
課程要求
微積分, 微分方程導論 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
Variational methods in image processing (見公布欄) 
參考書目
1. A.A. Sarmarskii and A. P. Mikhailov, Principles of Mathematical Modeling:
Ideas, Methods, Examples, 2002, CRC Press (e-book)
2. T. Witelski and M. Bowen, Methods of Mathematical Modelling, Continuous systems
and differential equations, 2015, Springer
3. K. K. Tung, Topics in Mathematical Modeling, 2007, Princeton University Press
4. F. Y. M. Wan, Mathematical Models and Their Analysis, 2018, SIAM 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Homework 
100% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
02/23  Variational principles: Euler-Lagrange equation 
第1週
02/24  Isoperimetric problems 
第2週
03/02  Natural boundary condition & holonomic problems 
第2週
03/03  Optimal control 
第3週
03/10  Hamilton's principle of least action, and dimensional analysis 
第3週
03/09  Optimal control (cont.) 
第4週
03/17  Self-similar scaling solutions of differential. equations 
第4週
03/16  Dimensional analysis 
第5週
03/24  Boundary layer theory 
第5週
03/23  Perturbation methods for algebraic equations, and
Laplace method for integrals 
第6週
03/31  Weakly nonlinear problems:
Method of multiple time scales 
第6週
03/30  Boundary layer theory 
第7週
04/07  <font color=#ff0000> No class: 自我學習</font>  
第7週
04/06  <font color=#ff0000> No class: 溫書假</font>  
第8週
04/14  Method of multiple scales: linear and nonlinear pendulum 
第8週
04/13  Method of multiple scales 
第9週
04/21  <font color=#ff0000> No class: 自我學習</font>  
第9週
04/20  <font color=#ff0000> No class: 自我學習</font>  
第10週
04/28  WKB approximation: Turning point problem,
Homogenization: Averaging process in periodic media 
第10週
04/27  WKB method 
第11週
05/05  Long-wave asymptotics for PDE problems,
fast/slow dynamical systems 
第11週
05/04  <font color=#ff0000> No class: 開會請假</font>  
第12週
05/12  Reduced models for PDE problems (continued) 
第12週
05/11  Reduced models for PDE problems 
第13週
05/19  Modeling in applied fluid dynamics 
第13週
05/18  Reduced models for PDE problems (continued) 
第14週
05/26  Moments of the Boltzmann equation (Continued) 
第14週
05/25  Moments of the Boltzmann equation 
第15週
06/01  Boltzmann equation, Maxwell distribution,
H-theorem 
第16週
06/08  Equations of motion and variational principle 
第17週
06/15  Equations of motion and variational principle
(continued)