Videnskab og matematik går hånd i hånd. Matematik kan betragtes som en type sprog. Specifikt er det et kvantitativt sprog, der gør det muligt for forskere at beskrive forhold og fænomener objektivt.
Alle videnskabsgrene bruger matematik i varierende grad. Algebra og trigonometri giver mulighed for at arbejde med enkle forhold mellem størrelser. Calculus og differentialligninger muliggør forståelse af, hvordan systemer ændres trinvis med tiden. Eksponentielle og logaritmiske funktioner bruges i vid udstrækning til forståelse af størrelser, hvis vækst eller fald afhænger af deres nuværende tilstand. Og statistik er utrolig nyttig til at bestemme, om og hvordan ændring af noget i et system påvirker noget andet.
Generelt, selv for introduktionsniveaukurser, skal du være fortrolig med at arbejde med tal, indtaste dem i formler, ved hjælp af passende rækkefølge og håndtere videnskabelig notation. Du skal også have en lommeregner og vide, hvordan du bruger den korrekt.
Matematik i fysik
Fysik har ry for at være den videnskabsgren, der er mest bundet til matematik. Dette er ingen overraskelse, da det begynder med studiet af bevægelse, beskrevet af kinematiske ligninger, og kun bygger derfra.
Hvis du tager en gymnasiefysikklasse eller en generel fysikklasse på college, så vil et stærkt fundament i algebra være nyttigt. Når du studerer bevægelse, kræfter og derover, skal du være i stand til at løse ligninger og ligningssystemer med en eller flere variabler.
Hvis du tager ingeniørfysik eller mere avanceret fysik, vil du være fortrolig med beregning. Det vil give dig mulighed for at tackle afledningen af ligninger samt finde løsninger på mere komplekse problemer som dem, der er relateret til Maxwells ligninger af elektromagnetisme.
Enhver, der forfølger mere avancerede fysiske studier, såsom en mindreårig eller en hovedfag i emnet, vil tage endnu mere avanceret matematik til støtte for deres læring, som lineær algebra og differentiering ligninger.
Matematik i biologi
Sammenlignet med fysik ses biologi ofte som den mindst matematiske intensive videnskab; der er dog også mange anvendelser af matematik inden for dette felt.
Mens et grundlæggende gymnasiekursus eller et ikke-majors college-kursus måske har lidt mere end den lejlighedsvise enkle formel, en forståelse af nogle biologiske begreber som f.eks. befolkningsvækst kræver færdigheder med eksponentielle funktioner, og når du lærer om videnskabelige studier og hvordan man fortolker dem, er en baggrund i statistik også krævet.
Enhver, der har hovedfag i biologi, vil sandsynligvis have brug for at gennemføre college-beregning og statistik i løbet af deres studieforløb. Ofte ender biologiske hovedfag med at arbejde inden for det medicinske område, hvor en forståelse af procentdele og proportioner samt funktioner og halveringstider er relevant. I nogle områder inden for biologiforskning er der brug for endnu mere matematik, da der er mennesker, der specialiserer sig i matematiske modeller, der beskriver biologiske systemer.
Matematik i kemi
Kemi har en tendens til at være mere matematisk intensiv end biologi. Du vil have et stærkt fundament i algebra, når du nærmer dig en avanceret gymnasium eller college-kemiklasse.
Også vigtigt inden for kemi er studiet af statistik, især hvis du planlægger at tage kemi eller arbejde i en karriere, der involverer kemi. Trigonometri og beregning vil også være relevant, men i mindre grad.
Ligesom matematisk biologi er et fagfelt, er det også matematisk kemi, der kræver viden om avanceret beregning, differentialligninger og modelleringsteknikker.
Matematik i astronomi
Mange studerende lokkes ind i en astronomiklasse med den falske tro på, at det ikke involverer matematik. Men astronomi er virkelig en gren af fysikken. Du kan tænke på det som fysik anvendt på rummet.
Selvom et ikke-majors indledende astronomikursus måske ikke bruger meget matematik ud over begyndelsesalgebra og en forståelse af videnskabelig notation, skal du være dygtig i begge for at få succes.
På mere avancerede astronomikurser kan du forvente at bruge den samme matematik, der bruges i fysik-kurser, herunder avanceret beregning og differentialligninger, blandt andre emner.
Matematik i geologi
For at studere geologi vil du også have et stærkt fundament i grundlæggende algebra, inden du begynder. Geologi gør også brug af eksponentielle og logaritmiske funktioner, især når man diskuterer, hvordan man bestemmer aldre af prøver.
De, der studerer geologi ud over introduktionsniveauet, skal også tage beregning og statistik. Meget af geologi er statistisk tung, men der er også felter, der beskæftiger sig med andre avancerede matematiske begreber som geometri og topologi.
Matematik i naturen
I naturen vises matematik overalt, hvis du ved, hvor du skal se, fra populationsmodellering til vækstmønstre i planter.
Faktisk bruger nogle matematikere deres liv på at studere fraktaler og specielle matematiske forhold som den gyldne middelværdi og hvordan de ser ud i naturen.
En stor del af at studere naturen er forståelse af økologi og forholdet mellem rovdyr og bytte og andre livsformer i et økosystem. At studere disse ting i detaljer kræver matematiske modeller, der ofte inkluderer eksponentielle funktioner og endda differentialligninger.
Så mens en grundlæggende naturklasse måske nævner meget lidt matematik, kan en dybere forståelse af naturlige processer kræve matematik op gennem beregning, statistik og videre.