課程資訊
課程名稱
工程數學二
Engineering Mathematics (Ⅱ) 
開課學期
106-2 
授課對象
工程科學及海洋工程學系  
授課教師
蔡武廷 
課號
ESOE2022 
課程識別碼
505 28120 
班次
02 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
必帶 
上課時間
星期一3,4(10:20~12:10)星期四4(11:20~12:10) 
上課地點
工科203工科203 
備註
各領域必修。
總人數上限:56人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1062ESOE2022_2 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
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

Part 1. Fourier series, integrals and transforms
Fourier series
Function of any period
Half-range Expansion
Complex Fourier series
Forced oscillation
Approximation by Trigonometric polynomials
Fourier integrals
Fourier sine and cosine transforms
Fourier transforms

Part 2. Partial differential equations
Modeling: vibrating string, wave equation
Separation of variables
D’alembert’s solution of wave equation
Heat equation: solution by Fourier series
Heat equation: solution by Fourier integral and transform
Two-dimensional wave equation
Rectangular membrane
Laplacian in polar coordinates
Circular membrane
Laplace equation in cylindrical and spherical coordinates
Solutions by Laplace transform 

課程目標
1. 熟悉廣泛應用於數據、訊號處理的Fourier 分析基礎理論與方法。
2. 認識基本物理過程 (包括波動與熱傳導) 的數學模式建立。
3. 建立解析波動與熱傳導數學模式 (線性偏微分方程式) 的能力。 
課程要求
先修微積分 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
Kreyszig, E."Advanced Engineering Mathematics". 10th edition, John Wiley & Sons,Inc., 2011 
參考書目
待補 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
考試 
100% 
6次考試成績平均 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
3/01  11.1 Fourier series: Example (rectangular wave) 
第1週
2/26  11.1 Fourier series: Euler formulas, Orthogonality of trigonometric system, Fourier theorem (convergence and sum of Fourier series) 
第2週
3/08  11.2 Half-range expansions: Example 
第2週
3/05  11.2 Periodic function with arbitrary period. Even & odd functions. Half-range expansions 
第3週
3/15  第一次考試 
第3週
3/12  11.3 Forced oscillations 
第4週
3/19  11,7 Fourier integral 
第4週
3/22  11.7 Fourier cosine and sine integrals 11.8 Fourier cosine and sine transforms 
第5週
3/26  11.9 Fourier transform 
第5週
3/29  11.9 Fourier transform  
第6週
4/05  (溫書假停課) 
第6週
4/02  (溫書假停課) 
第7週
4/12  (停課一次,3/19補課) 
第7週
4/09  第二次考試 
第8週
4/16  12.1 Basic concepts of partial differential equations 12.2 Modeling: vibrating string (wave equation)
 
第8週
4/19  12.3 Solution of wave equation by method of separation of variables 
第9週
4/23  12.4 D'Alembert's solution of the wave equation 
第9週
4/26  12.5 Modeling: 1-D heat conduction (1-d heat equation): differential approach 
第10週
4/30  12.5 Modeling: 3-D heat conduction (3-d heat equation): integral approach 12.6 Solution of heat equation by method of separation of variables (isothermal boundaries) 
第10週
5/03  12.6 Solution of heat equation by method of separation of variables (adiabatic boundaries)
Physical meanings of Dirichlet and Neumann boundary conditions 
第11週
5/07  第三次考試 
第12週
5/17  第四次考試 
第15週
6/04  第五次考試 
第17週
6/18  (端午節停課) 
第18週
6/25  第六次考試