science >> Wetenschap >  >> anders

Gebruik van Calculus in het dagelijks leven

Het is een eeuwenoude vraag in de wiskundeles: wanneer ga ik dit ooit in het echte leven gebruiken? In tegenstelling tot elementaire rekenkunde of financiën, heeft calculus misschien geen voor de hand liggende toepassingen in het dagelijks leven. Mensen profiteren echter elke dag van de toepassing van calculus, van computeralgoritmen tot het modelleren van de verspreiding van ziekten. Hoewel je misschien niet dagelijks gaat zitten en een lastige differentiaalvergelijking oplost, is calculus nog steeds overal om je heen.
Zoekmachines

Algoritmen worden elke dag gebruikt door grote zoekmachines om zoekopdrachten te verfijnen de persoon achter het toetsenbord. Algoritmen zijn berekeningen die worden gebruikt om een grote hoeveelheid gegevens en variabelen in een vergelijking te compileren en zo het best mogelijke antwoord te geven. Deze algoritmen maken zoekmachines zo bedreven in het snel vinden van het precieze antwoord. Ze houden rekening met variabelen zoals de geografische locatie van de gebruiker, de webgeschiedenis en hoe nuttig andere gebruikers vergelijkbare webpagina's hebben gevonden om een geschikt zoekresultaat te creëren. Al deze variabelen worden gebruikt om de regels en beperkingen van opeenvolgende calculusvergelijkingen te definiëren die de meest logische en effectieve resultaten opleveren.
Weermodellen

Het weer wordt nauwkeuriger voorspeld dan ooit tevoren. Een deel van de verbetering is te danken aan technologie, zoals computermodellering die gebruikmaakt van calculus en in staat is om aankomend weer nauwkeuriger te voorspellen. Deze computerprogramma's gebruiken ook soorten algoritmen om mogelijke weersuitkomsten in een regio toe te wijzen. Net als in de computeralgoritmen worden weersvoorspellingen bepaald door rekening te houden met veel variabelen, zoals windsnelheid, vochtniveau en temperatuur. Hoewel computers het zware werk doen om enorme hoeveelheden gegevens te doorzoeken, zijn de basisprincipes van meteorologie gebaseerd op differentiaalvergelijkingen, waardoor meteorologen kunnen bepalen hoe veranderingen in de temperaturen en druk in de atmosfeer kunnen wijzen op veranderingen in het weer.
Verbetering van de volksgezondheid

Het veld van de epidemiologie - de studie van de verspreiding van infectieziekten - is sterk afhankelijk van calculus. Dergelijke berekeningen moeten rekening houden met drie hoofdfactoren: die mensen die vatbaar zijn voor een ziekte, degenen die besmet zijn met de ziekte en degenen die er al van hersteld zijn. Met deze drie variabelen kan calculus worden gebruikt om te bepalen hoe ver en snel een ziekte zich verspreidt, waar deze vandaan is gekomen en hoe deze het beste kan worden behandeld. Calculus is vooral belangrijk in dit soort gevallen, omdat de infectiesnelheid en het herstel na verloop van tijd veranderen, dus de vergelijkingen moeten dynamisch genoeg zijn om te reageren op de nieuwe modellen die elke dag evolueren.
Architectuur

Calculus wordt gebruikt om verbetering van de architectuur, niet alleen van gebouwen, maar ook van belangrijke infrastructuren zoals bruggen. Bruggen zijn complexe constructies omdat ze in verschillende ruimtes verschillende hoeveelheden gewicht moeten kunnen dragen. Bij het ontwerpen van een brug moet rekening worden gehouden met factoren zoals gewicht, omgevingsfactoren en afstand. Daarom worden wiskunde zoals differentiaalrekening en integraalrekening vaak gebruikt om het meest robuuste ontwerp te maken. Het gebruik van calculus zorgt ook voor een verandering in de manier waarop andere architectuurprojecten worden ontworpen, waardoor de grens wordt verlegd van welke soorten vormen kunnen worden gebruikt om de mooiste gebouwen te maken. Hoewel veel gebouwen bogen hebben met perfecte symmetrie, kan calculus bijvoorbeeld worden gebruikt om bogen te maken die niet symmetrisch zijn, samen met andere vreemde vormen die nog steeds structureel gezond kunnen zijn.