استخدامات التفاضل والتكامل في الحياة اليومية

إنه سؤال قديم في فصل الرياضيات: متى سأستخدم هذا في الحياة الواقعية؟ على عكس الحساب الأساسي أو المالية ، قد لا يكون لحساب التفاضل والتكامل تطبيقات واضحة في الحياة اليومية. ومع ذلك ، يستفيد الناس من تطبيقات حساب التفاضل والتكامل كل يوم ، من خوارزميات الكمبيوتر إلى نمذجة انتشار المرض. بينما قد لا تجلس وتحل معادلة تفاضلية صعبة على أساس يومي ، لا يزال حساب التفاضل والتكامل من حولك.

تستخدم شركات محركات البحث الكبرى الخوارزميات يوميًا للمساعدة في تحسين عمليات البحث عن الشخص الذي يقف وراء لوحة المفاتيح. الخوارزميات هي حسابات تُستخدم لتجميع كمية كبيرة من البيانات والمتغيرات في معادلة ، وإخراج أفضل إجابة ممكنة. هذه الخوارزميات هي التي تجعل محركات البحث بارعة جدًا في العثور على الإجابة الدقيقة بسرعة. فهي تأخذ في الاعتبار المتغيرات مثل الموقع الجغرافي للمستخدم وسجل الويب ومدى استفادة المستخدمين الآخرين من العثور على صفحات ويب مماثلة لإنشاء نتيجة بحث مناسبة. يتم استخدام كل هذه المتغيرات لتحديد قواعد وقيود معادلات التفاضل والتكامل المتتالية التي تنتج أكثر النتائج منطقية وفعالية.

أصبح التنبؤ بالطقس أكثر دقة من أي وقت مضى. يعود جزء من التحسن إلى التكنولوجيا ، مثل نمذجة الكمبيوتر التي تستخدم حساب التفاضل والتكامل وقادرة على التنبؤ بدقة أكبر بالطقس القادم. تستخدم برامج الكمبيوتر هذه أيضًا أنواعًا من الخوارزميات للمساعدة في تحديد نتائج الطقس المحتملة في المنطقة. كما هو الحال في خوارزميات الكمبيوتر ، يتم تحديد توقعات الطقس من خلال مراعاة العديد من المتغيرات ، مثل سرعة الرياح ومستوى الرطوبة ودرجة الحرارة. على الرغم من قيام أجهزة الكمبيوتر بالحمل الثقيل المتمثل في غربلة كميات هائلة من البيانات ، إلا أن أساسيات الأرصاد الجوية ترتكز على التفاضل المعادلات ، لمساعدة علماء الأرصاد الجوية على تحديد كيف يمكن للتغيرات في درجات الحرارة والضغوط في الغلاف الجوي أن تشير إلى تغييرات في الجو.

يعتمد مجال علم الأوبئة - دراسة انتشار الأمراض المعدية - بشكل كبير على حساب التفاضل والتكامل. يجب أن تأخذ مثل هذه الحسابات في الاعتبار ثلاثة عوامل رئيسية: الأشخاص المعرضون للإصابة بمرض ، وأولئك المصابون بالمرض والذين تعافوا منه بالفعل. باستخدام هذه المتغيرات الثلاثة ، يمكن استخدام حساب التفاضل والتكامل لتحديد مدى وسرعة انتشار المرض ، ومن أين نشأ وكيف يمكن علاجه بشكل أفضل. التفاضل والتكامل مهم بشكل خاص في مثل هذه الحالات بسبب معدلات الإصابة والشفاء تتغير بمرور الوقت ، لذلك يجب أن تكون المعادلات ديناميكية بما يكفي للاستجابة لتطور النماذج الجديدة كل يوم.

يستخدم حساب التفاضل والتكامل لتحسين الهندسة المعمارية ليس فقط للمباني ولكن أيضًا للبنى التحتية المهمة مثل الجسور. الجسور عبارة عن إنشاءات معقدة لأنها يجب أن تكون قادرة على تحمل كميات متفاوتة من الوزن عبر المساحات الكبيرة. عند تصميم الجسر ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار عوامل تشمل الوزن والعوامل البيئية والمسافة. لهذا السبب ، غالبًا ما تُستخدم الرياضيات مثل حساب التفاضل والتكامل التفاضلي لإنشاء أقوى تصميم. يؤدي استخدام حساب التفاضل والتكامل أيضًا إلى إحداث تغيير في طريقة تصميم مشاريع الهندسة المعمارية الأخرى ، مما يدفع بحدود أنواع الأشكال التي يمكن استخدامها لإنشاء أجمل المباني. على سبيل المثال ، على الرغم من أن العديد من المباني لديها أقواس ذات تناسق مثالي ، يمكن استخدام حساب التفاضل والتكامل في الإنشاء الأقواس غير المتماثلة مع الأشكال الغريبة الأخرى التي لا تزال قابلة للتكوين هيكليًا يبدو.