Masinaehitus, üks vanimaid insenerivaldkondi, keskendub füüsika ja matemaatika rakendamisele mehaaniliste süsteemide ja toodete kujundamisel ja valmistamisel. See insenerivaldkond on väga keskendunud tööriistade ja masinate projekteerimisele ja tootmisele, mida kasutatakse kogu insenerivaldkonnas. Masinaehitusest huvitatud tudengid omandavad tavaliselt bakalaureusekraadi ülikoolis.
Teaduse bakalaureus
Masinaehituse eriala on tavaliselt saadaval ülikooli insenerikooli kaudu ja viia bakalaureusekraadini, mis nõuab õpilastelt muidugi 120–140 ainepunkti töö. Esimese aasta jooksul võtavad õpilased tavaliselt 30 ainepunkti üldhariduse nõudeid, 30 ainepunkti sissejuhatavaid loodus- ja matemaatikakursused, 30 ainepunkti masinaehituse põhikursusi ja 30–40 ainet masinaehitust valikained. Kuna masinaehitus on matemaatiliselt range valdkond, vajavad enamus selle valdkonna bakalaureuseõppe programme matemaatika täiendkursusi kaks kuni kolm aastat. Nõuded on programmide lõikes erinevad, kuid enamik nõuab õpilastelt arvutuse 1, 2, 3, täpsema arvutuse, diferentsiaalvõrrandite ja matemaatilise modelleerimise kasutamist.
1. ja 2. arvutus
Esimesel ülikooliaastal võtavad masinaehituse eriala peamised arvestused 1 ja 2. Arvestus on uuring funktsioonide muutumise kiiruse kohta ja need kaks esimest kursust tutvustavad õpilastele diferentseerimise ja integratsiooni mõisteid. Eelkõige õpivad õpilased, kuidas eristada ja integreerida palju erinevaid funktsioone ühes dimensioonis, mida nimetatakse ka ühe muutuja arvutuseks. Lisaks õpetavad arvutused 1 ja 2 õpilastele graafikakalkulaatori kasutamist, mis on oluline matemaatikakursuste edasiarendamise kursus.
Arvestus 3 ja täpsem arvutus
Arvutust pakutakse tavaliselt kolme kursuse jadana - arvutus 1, 2 ja 3 - ning semestri täpsema või mitmemuutliku arvutusena. Arvutus 3 hõlmab tavaliselt selliseid teemasid nagu kindel analüütiline geomeetria, sissejuhatus diferentsiaalvõrranditesse ja mitu integraali koos rakendustega ning tutvustab õpilastele arenenud arvutust. Lisaks katavad nii arvutus- kui ka edasiarendatud arvutused selliseid teemasid nagu vektorid ja maatriksid ning õpetavad õpilasi eristama ja integreerima erinevaid funktsioone kahes ja kolmes mõõtmes. Kahe- ja kolmemõõtmelist arvestust nimetatakse ka mitmemuutujaks.
Diferentsiaalvõrrandid ja masinaehitus
Pärast arvestuse 1, 2, 3 ja edasiarvestuse lõpetamist peavad masinaehituse kraadiõppe üliõpilased läbima kaks täiendavat kursust ülemise astme matemaatikas. Üks oluline kursus on diferentsiaalvõrrandid, mis hõlmavad selliseid teemasid nagu tavalised diferentsiaalvõrrandid, võrrandisüsteemid, Laplace'i teisendused ja seerialahendused. Vahel hõlmab see kursus ka teemasid osalistes diferentsiaalvõrrandites. Teine oluline kursus on matemaatiline modelleerimine. See kursus õpetab õpilasi modelleerima erinevat tüüpi arvutus- ja diferentsiaalvõrrandeid mitmesugused arvutiprogrammid, valmistades õpilasi ette mehaanikakursuste täiustatud arvutijuhendamiseks tehnika.