教學大綱 Syllabus

科目名稱:數值方法

Course Name: Numerical Methods

修別:群

Type of Credit: Partially Required

3.0

學分數

Credit(s)

20

預收人數

Number of Students

課程資料Course Details

課程簡介Course Description

本課程旨在教授數學基礎與程式基礎都欠缺的碩士生數值方法的基礎學習和應用,課程中會大量使用生成式AI合作並進一步將這些方法應用於財務數學領域。通過本課程,學生將學習如何利用數學工具來解決金融市場中的各種問題,掌握包括數值分析、時間序列分析、模糊邏輯、機器學習等在內的多種技術,並運用這些技術進行金融建模和預測。

核心能力分析圖 Core Competence Analysis Chart

能力項目說明


    課程目標與學習成效Course Objectives & Learning Outcomes

    學生將於本課程學習到:

    1. 運用數學知識在財務領域的方法
    2. 與AI 合作的經驗 
    3. 數值方法的理論知識
    4. 金融數據建模的方法
    5. 金融數據預測的方法

    每周課程進度與作業要求 Course Schedule & Requirements

    週次 課程主題 課程內容與指定閱讀 教學活動與作業
    1 數值分析概論
    • 數值方法概述
    • 函數建模與求根算法
    • 與AI合作解決數學問題
    面授與每週線上作業
    2 財務數學概論
    • 財務數學概述
    • 基本財務概念和術語
    • 金融市場與工具介紹
    面授與每週線上作業
    3 金融數學的數學工具
    • 機率論與統計學基礎
    • 基本隨機過程
    • 財務中的微積分與線性代數回顧
    面授與每週線上作業
    4 時間序列分析基礎
    • 時間序列數據介紹
    • 時間序列的描述性分析
    • 平穩性與非平穩性
    面授與每週線上作業
    5 微分方程的數值解法
    • 初值問題(如Euler方法、Runge-Kutta方法)
    • 邊值問題
    • 在股價建模中的應用
    面授與每週線上作業
    6 時間序列模型
    • 自回歸(AR)模型
    • 移動平均(MA)模型
    • ARMA和ARIMA模型
    面授與每週線上作業
    7 高級時間序列模型
    • 季節性ARIMA模型(SARIMA)
    • 波動率模型(GARCH)
    • 模型選擇與診斷
    面授與每週線上作業
    8 期中考試 上機考 實體上機考試
    9 金融建模中的模糊邏輯
    • 模糊邏輯介紹
    • 模糊邏輯在金融中的應用
    • 案例研究與示例
    面授與每週線上作業
    10 布朗運動與隨機過程
    • 布朗運動介紹
    • 幾何布朗運動
    • 在金融建模中的應用
    面授與每週線上作業
    11 貝氏網路
    • 貝葉斯網路介紹
    • 蒙特卡羅方法計算
    • 貝葉斯網路在金融建模中的應用
    面授與每週線上作業
    12 金融中的機器學習
    • 機器學習技術介紹
    • 監督學習與非監督學習
    • 金融預測中的應用
    面授與每週線上作業
    13 金融衍生品與定價
    • 期權與衍生品基礎
    • Black-Scholes模型
    • 期權定價的數值方法
    面授與每週線上作業
    14 深度學習與金融應用
    • 神經網絡介紹
    • 卷積神經網絡(CNN)在金融數據模式識別中的應用
    • 長短期記憶網絡(LSTM)在時間序列預測中的應用
    面授與每週線上作業
    15 期末專題展示
    • 學生期末專題展示
    期末分組報告
    16 期末專題展示
    • 課程回顧與關鍵收穫
    • 學生期末專題展示
    期末分組報告

    每週課程需投入時間為5小時。

    授課方式Teaching Approach

    40%

    講述 Lecture

    20%

    討論 Discussion

    10%

    小組活動 Group activity

    30%

    數位學習 E-learning

    0%

    其他: Others:

    評量工具與策略、評分標準成效Evaluation Criteria

    課堂報告:30%

    報告主題程式交付:30%

    課堂討論參與度:30%

    出席:10%

    本課程鼓勵同學使用生成式AI 進行學習與作業產出。

    指定/參考書目Textbook & References

    Huang, C., & Petukhina, A. (2022). Applied time series analysis and forecasting with Python. Springer.

    已申請之圖書館指定參考書目 圖書館指定參考書查詢 |相關處理要點

    維護智慧財產權,務必使用正版書籍。 Respect Copyright.

    本課程可否使用生成式AI工具Course Policies on the Use of Generative AI Tools

    完全開放使用 Completely Permitted to Use

    課程相關連結Course Related Links

    https://allaboutdataanalysis.medium.com/20%E5%80%8B%E6%99%82%E9%96%93%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%A6%82%E5%BF%B5-%E5%AD%B8%E6%9C%83%E5%B9%AB%E4%BD%A0%E5%81%9A%E5%A5%BD%E9%A0%90%E6%B8%AC%E5%88%86%E6%9E%90-c297c631b374

    課程附件Course Attachments

    課程進行中,使用智慧型手機、平板等隨身設備 To Use Smart Devices During the Class

    Yes

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