課程資訊
課程名稱
生命科學數學
Mathematics for Life Scientists 
開課學期
102-1 
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
星期三7,8 
上課地點
生科3A 
備註
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/1021bio_math 
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,學期中有基礎數學分析及數值模擬等作業,作為學習評量的依據。最好先修過基礎微積分及普通生物學。 
Office Hours
 
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 (ISBN 978-0-521-70843-2)
 
指定閱讀
 
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
9/11  1. Review of Basis of Calculus 2. Commonly Occurring Functions  
第2週
9/18  1. Taylor Expansion and Approximation 2. Review of Basis of Matrix Computation 
第3週
9/25  1. Introduction to Dynamic Modeling 2. Equilibriums and Stabilities 3. Phase Plane and Graphical Analysis 
第4週
10/02  1. Equations of Exponential and Periodic Solutions 2. 1/e scale, Residence Time, and Relaxation 3. Feedback, Fast and Slow Scales 
第5週
10/09  History of ecological modeling 
第6週
10/16  Species Interactions (competition & predator-prey)  
第7週
10/23  Somatic (body) growth and modeling 
第8週
10/30  Nonlinear Dynamic Modeling and Numerical Solution (computer practice homework) 
第9週
11/06  Age structure and life table analysis (computer practice homework) 
第10週
11/13  Age-structured model continued; density-dependent regulation 
第11週
11/20  Introduction to modeling evolution 
第12週
11/27  Game Theory 
第13週
12/04  Molecular Evolution 
第14週
12/11  Programming workshop 
第15週
12/18  Discrete Model, Analysis, Numerical Solution, and Chaos (computer practice homework) 
第16週
12/25  Matrix operation 
第17週
1/01  Holiday