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(14:20~16:20) 
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 
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。 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
 
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)
 
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