Anwendungen der Infinitesimalrechnung im Alltag

Es ist eine uralte Frage im Mathematikunterricht: Wann werde ich das jemals im wirklichen Leben verwenden? Im Gegensatz zu Grundrechenarten oder Finanzen hat Infinitesimalrechnung keine offensichtlichen Anwendungen im Alltag. Die Menschen profitieren jedoch täglich von den Anwendungen der Infinitesimalrechnung, von Computeralgorithmen bis hin zur Modellierung der Ausbreitung von Krankheiten. Auch wenn Sie sich nicht täglich hinsetzen und eine knifflige Differentialgleichung lösen, ist die Infinitesimalrechnung dennoch überall um Sie herum.

Algorithmen werden täglich von großen Suchmaschinenunternehmen verwendet, um die Suche nach der Person hinter der Tastatur zu verfeinern. Algorithmen sind Berechnungen, mit denen eine große Menge an Daten und Variablen zu einer Gleichung zusammengefasst und die bestmögliche Antwort ausgespuckt wird. Diese Algorithmen machen Suchmaschinen so geschickt, dass sie schnell die genaue Antwort finden. Sie berücksichtigen Variablen wie den geografischen Standort des Benutzers, den Webverlauf und wie nützlich andere Benutzer ähnliche Webseiten gefunden haben, um ein geeignetes Suchergebnis zu erstellen. Alle diese Variablen werden verwendet, um die Regeln und Beschränkungen von Folgerechnungsgleichungen zu definieren, die die logischsten und effektivsten Ergebnisse liefern.

Das Wetter wird genauer vorhergesagt als je zuvor. Ein Teil der Verbesserung ist auf Technologien zurückzuführen, wie zum Beispiel Computermodellierung, die Kalkül verwendet und in der Lage ist, das bevorstehende Wetter genauer vorherzusagen. Diese Computerprogramme verwenden auch Algorithmen, um mögliche Wetterergebnisse in einer Region zuzuordnen. Ähnlich wie bei den Computeralgorithmen werden Wettervorhersagen unter Berücksichtigung vieler Variablen wie Windgeschwindigkeit, Feuchtigkeit und Temperatur bestimmt. Obwohl Computer die schwere Aufgabe übernehmen, riesige Datenmengen zu sichten, basieren die Grundlagen der Meteorologie auf differentiellen Gleichungen, die Meteorologen helfen zu bestimmen, wie Änderungen der Temperaturen und Drücke in der Atmosphäre auf Änderungen Wetter.

Das Gebiet der Epidemiologie – das Studium der Ausbreitung von Infektionskrankheiten – stützt sich stark auf Kalkül. Bei solchen Berechnungen müssen drei Hauptfaktoren berücksichtigt werden: diejenigen, die anfällig für eine Krankheit sind, diejenigen, die mit der Krankheit infiziert sind und diejenigen, die sich bereits davon erholt haben. Anhand dieser drei Variablen kann mithilfe von Infinitesimalrechnung bestimmt werden, wie weit und schnell sich eine Krankheit ausbreitet, woher sie stammt und wie man sie am besten behandelt. Zahnstein ist in solchen Fällen besonders wichtig, da Infektions- und Genesungsraten sich im Laufe der Zeit ändern, daher müssen die Gleichungen dynamisch genug sein, um auf die Entwicklung neuer Modelle zu reagieren respond täglich.

Calculus wird verwendet, um die Architektur nicht nur von Gebäuden, sondern auch von wichtigen Infrastrukturen wie Brücken zu verbessern. Brücken sind komplexe Konstruktionen, weil sie unterschiedliche Gewichte auf großen Flächen tragen müssen. Beim Entwurf einer Brücke müssen Faktoren wie Gewicht, Umgebungsfaktoren und Entfernung berücksichtigt werden. Aus diesem Grund werden Mathematik wie Differentialrechnung und Integralrechnung oft verwendet, um das robusteste Design zu erstellen. Der Einsatz von Kalkül verändert auch die Art und Weise, wie andere Architekturprojekte entworfen werden, und verschiebt die Grenzen der Formen, die verwendet werden können, um die schönsten Gebäude zu schaffen. Obwohl viele Gebäude beispielsweise Bögen mit perfekter Symmetrie haben, kann Kalkül verwendet werden, um zu erstellen Torbögen, die nicht symmetrisch sind, zusammen mit anderen seltsamen Formen, die noch strukturell sein können Klang.