課程資訊
課程名稱
生命科學數學
Mathematics for Life Scientists 
開課學期
105-1 
授課對象
生命科學院  生命科學系  
授課教師
謝志豪 
課號
LS5073 
課程識別碼
B21 U2170 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三8,9(15:30~17:20) 
上課地點
生科3A 
備註
E群選擇必修。與郭鴻基、王慧瑜、沈聖峰合開
總人數上限:50人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1051LS5073_BioMath 
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

課程強調數學模式建立與動態系統的分析;透過簡單數學模式與重要生命科學實用例子說明1)控制方程式的建立;2)解與分析;3)數值模擬;4)科學銓釋等四個建模過程。分析重視多尺度、正負回饋以及穩定度問題,模式例子包含族群成長、掠食與被掠食交互作用、年齡結構、演替過程、行為模式、賽局理論、分子演化、渾沌系統、空間擴散模式等領域。課程也將強調重要數學觀念,並介紹因次分析與尺度分析於科學研究的應用。課程先需為略知微積分與基礎微分方程式知識。課程目的以數學模式強化科學研究能力,學生學習數學模式協助從資料建立理論,以及對理論的數質量化,並學習基礎入門的數值模擬與程式應用。課程中會提供基礎的程式語言訓練。將以數學解析及程式寫作來作為學期成績評量依據。 

課程目標
以數學模式強化科學研究能力,學生學習數學模式協助從資料建立理論,以及對理論的數質量化。 
課程要求
學生須積極參與課程。最好先修過基礎微積分及普通生物學。課程中會提供基礎的程式語言訓練。學期中有基礎數學分析及數值模擬等作業,將以數學解析及程式寫作來作為學期成績評量依據。 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 
指定閱讀
A Primer of Ecology (4th Ed), by N. Gotelli 
參考書目
Modeling the Dynamics of Life, Calculus and Probability for Life Scientists.
by Frederick R. Adler
Modeling Differential Equations in Biology, by C. H. Taubes
 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/14  Review of Basis of Calculus
Commonly Occurring Functions
 
第2週
9/21  Taylor Expansion and Approximation 
第3週
9/28  Introduction to Dynamic Modeling
Phase Plane and Graphical Analysis 
第4週
10/05  Equations of Exponential and Periodic Solutions
e-1 scale, Residence Time, and Relaxation
Feedback, Fast and Slow Scales 
第5週
10/12  Matrix operation 
第6週
10/19  Introduction to programming  
第7週
10/26  History of ecological modeling (analysis homework) 
第8週
11/02  Species Interactions (competition & predator-prey)
Stability analysis (analysis homework) 
第9週
11/09  Nonlinear Dynamic Modeling and Numerical Solution (computer practice homework) 
第10週
11/16  Discrete Model, Analysis, Numerical Solution, and Chaos(computer practice homework) 
第11週
11/23  Stability and complexity of foodweb 
第12週
11/30  Class-structured models 
第13週
12/07  Life table analysis and population dynamics
(computer practice homework) 
第14週
12/14  Metapopulations 
第15週
12/21  Introduction to modeling evolution 
第16週
12/28  Game Theory (1) 
第17週
1/04  Game Theory (2)