課程資訊
課程名稱
數值方法
Numerical Methods 
開課學期
99-2 
授課對象
工學院  工程科學及海洋工程學系  
授課教師
張恆華 
課號
ESOE2024 
課程識別碼
505 29120 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
必帶 
上課時間
星期三2,3,4(9:10~12:10) 
上課地點
工科204 
備註
限本系所學生(含輔系、雙修生)
總人數上限:51人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/992nm 
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

本課程介紹基礎的數值方法並強調演算法設計、分析及其實用。我們將探討一些基本和常見的數值分析技術,諸如誤差分析、非線性方程的根求解、線性代數方程求解、內插法、回歸分析、數值微分與積分、常微分方程的數值解。本課程將使用MATLAB來撰寫設計的演算法和數值方法。
This course introduces the students the fundamental numerical methods with emphasis on algorithm construction, analysis, and implementation. Common techniques will be covered such as error analysis, roots of nonlinear equations, solutions of linear algebraic equations, interpolation, regression analysis, numerical differentiation, numerical integration, and numerical solution of ordinary differential equations. We will implement the designed algorithms and methods with MATLAB. 

課程目標
本課程的主旨乃是介紹數值分析方法在工程及科學問題上的運用。課程目標在提昇學生使用分析工具與數值方法進而解決真實問題的能力,並學會演算法開發與程式撰寫在工程及科學上的應用。
The essential goal of this course is to introduce numerical methods used for the solution of engineering and scientific problems. This course aims at enhancing the students’ ability to address realistic problems using analytical tools and numerical methods with emphasis in algorithm development, programming as well as applications in engineering and science. 
課程要求
修課學生需修畢微積分和具備程式語言(e.g., C, Java, Matlab, etc.)撰寫能力。
The students are expected to complete Calculus and familiar with Programming Language either in C, Java, or Matlab. 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
每週一 14:00~16:00 
指定閱讀
Applied Numerical Methods with MATLAB, 2nd edition, Steven C. Chapra, McGraw-Hill, 2008. (高立代理) 
參考書目
Numerical Methods for Engineers and Scientists: An Introduction with Applications Using MATLAB, Amos Gilat and Vish Subramaniam, John Wiley & Sons, 2008.
Numerical Analysis, 8th edition, Richard L. Burden and J. Douglas Faires, Brooks/Cole, 2005. 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
作業 
30% 
 
2. 
期中考I 
20% 
 
3. 
期中考II 
20% 
 
4. 
期末考 
30% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/23  課程簡介與數學模型
Course Overview and Mathematical Modeling 
第2週
3/02  MATLAB簡介與程式設計
MATLAB Fundamentals and Programming 
第3週
3/09  誤差分析
Error Analysis 
第4週
3/16  求解根
Roots 
第5週
3/23  最佳化分析與線性代數方程
Optimization and Linear Algebraic Equations  
第6週
3/30  期中考I
Midterm I 
第7週
4/06  溫書假
Holiday 
第8週
4/13  高斯消去與因數分解
Gauss Elimination and LU Factorization 
第9週
4/20  反矩陣與條件分析
Matrix Inverse and Condition 
第10週
4/27  疊代法
Iterative Methods 
第11週
5/04  線性與非線性回歸
Linear and Nonlinear Regression 
第12週
5/11  期中考II
Midterm II 
第13週
5/18  內插法
Interpolation 
第14週
5/25  數值積分法
Numerical Integration 
第15週
6/01  數值微分法
Numerical Differentiation 
第16週
6/08  常微分方程:初始值問題
Ordinary Differential Equations: Initial-Value Problems 
第17週
6/15  常微分方程:邊界值問題
Ordinary Differential Equations: Boundary-Value Problems 
第18週
6/22  期末考
Final exam