課程資訊
課程名稱
 數值方法
Numerical Methods 
開課學期
 107-1 
授課對象
 工學院  工程科學及海洋工程學系  
授課教師
 戴璽恆 
課號
 ESOE2024 
課程識別碼
 505 29120 
班次
  
學分
 3.0 
全/半年
 半年 
必/選修
 必修 
上課時間
 星期三6,7(13:20~15:10)星期五6(13:20~14:10) 
上課地點
 工科203工科203 
備註
 船海應力計算領域必修。
限本系所學生(含輔系、雙修生)
總人數上限：54人 
Ceiba 課程網頁
 http://ceiba.ntu.edu.tw/1071ESOE2024_ 
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

本課程引導學生認識數值方法並學習設計程式求解常見的數學方程式。
具體而言，課程內容包含內插函數、數值微分、數值積分、Fourier Transform、Chebyshev Transform、利用Fourier Transform進行微分、常微分方程式的數值解。
透過上課講解與課後實際撰寫程式與分析作業，使學生對於數值方法有具體的認識。 

課程目標
 本課程目標在提昇學生使用數值方法的能力，用來處理工程常見的數學操作，如微分、積分、方程式求解等等問題。完成本課程學習的同學，預期將有能力撰寫程式使用電腦求解常見的數學操作問題。 
課程要求
 修課學生必須已修畢微積分，並具備寫程式的基本概念。本課程作業可使用Matlab，Fortran，C/C++等程式語言。 
預期每週課後學習時數
  
Office Hours
 另約時間 
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. 
指定閱讀
 Fundamentals of Engineering Numerical Analysis, Parviz Moin, Cambridge University Press 
評量方式
(僅供參考)
  
No.
項目
百分比
說明
1. 
 期中考 
20% 
  
2. 
 期末考 
20% 
  
3. 
 作業 
60% 
  
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
 9/12,9/14  內插函數-拉格朗日多項式內插函數 
第2週
 9/19,9/21  內插函數-cubic spline 
第3週
 9/26,9/28  數值微分-使用Taylor series建立差分式 
第4週
 10/03,10/05  數值微分-Pade scheme 
第5週
 10/10,10/12  數值微分-使用modified wavenumber method分析差分精確度 
第6週
 10/17,10/19  數值積分-梯形法與辛普森法 
第7週
 10/24,10/26  數值積分-高斯積分法 
第8週
 10/31,11/02  Discrete Fourier Transform 
第9週
 11/07,11/09  期中考週 
第10週
 11/14,11/16  使用Fourier Transform進行週期性函數數值微分 
第11週
 11/21,11/23  兩函數乘積的Fourier Transform-Aliasing error 
第12週
 11/28,11/30  Discrete Chebyshev Transform 
第13週
 12/05,12/07  使用Chebyshev Transform進行非週期性函數數值微分 
第14週
 12/12,12/14  求解常微分方程式Ordinary Differential Equations 
第15週
 12/19,12/21  數值方法求解之穩定性Numerical Stability與精確性Accuracy 
第16週
 12/26,12/28  Runge-Kutta Methods與Multi-Step Methods  
第17週
 1/02,1/04  邊界值問題Boundary Value Problems