La science et les mathématiques vont de pair. Les mathématiques peuvent être considérées comme un type de langage. Plus précisément, il s'agit d'un langage quantitatif qui permet aux scientifiques de décrire les relations et les phénomènes de manière objective.
Toutes les branches de la science utilisent les mathématiques à des degrés divers. L'algèbre et la trigonométrie permettent de travailler avec des relations simples entre des quantités. Le calcul et les équations différentielles permettent de comprendre comment les systèmes changent progressivement avec le temps. Les fonctions exponentielles et logarithmiques sont largement utilisées dans la compréhension des quantités dont la croissance ou le déclin dépend de leur état actuel. Et les statistiques sont incroyablement utiles pour déterminer si et comment changer quelque chose dans un système affecte quelque chose d'autre.
En général, même pour les cours de niveau d'introduction, vous devriez être à l'aise avec les nombres, les saisir dans des formules, utiliser l'ordre approprié des opérations et gérer la notation scientifique. Vous devez également avoir une calculatrice et savoir comment l'utiliser correctement.
Mathématiques en physique
La physique a la réputation d'être la branche de la science la plus liée aux mathématiques. Ce n'est pas surprenant puisqu'il commence par l'étude du mouvement, décrit par des équations cinématiques, et ne se construit qu'à partir de là.
Si vous suivez un cours de physique au lycée ou un cours de physique générale à l'université, une base solide en algèbre sera utile. Lorsque vous étudiez le mouvement, les forces et au-delà, vous devez être capable de résoudre des équations et des systèmes d'équations avec une ou plusieurs variables.
Si vous suivez des cours de physique de l'ingénieur ou de physique plus avancée, vous voudrez vous familiariser avec le calcul. Cela vous permettra d'aborder la dérivation d'équations ainsi que de trouver des solutions à des problèmes plus complexes tels que ceux liés aux équations de Maxwell de l'électromagnétisme.
Toute personne poursuivant des études plus avancées en physique, comme une mineure ou une majeure dans le sujet, prendra des mathématiques encore plus avancées pour soutenir leur apprentissage, comme l'algèbre linéaire et différentielle équations.
Mathématiques en biologie
Comparée à la physique, la biologie est souvent considérée comme la science la moins gourmande en mathématiques; Cependant, il existe également de nombreuses applications des mathématiques dans ce domaine.
Alors qu'un cours secondaire de base ou un cours collégial sans majeure peut avoir un peu plus qu'une simple formule occasionnelle, une compréhension de certains concepts biologiques tels que la croissance démographique nécessite une maîtrise des fonctions exponentielles, et lorsque vous découvrez des études scientifiques et comment les interpréter, une formation en statistique est également obligatoire.
Toute personne se spécialisant en biologie devra probablement compléter le calcul et les statistiques de niveau collégial au cours de ses études. Souvent, les majors en biologie finissent par travailler dans le domaine médical, où une compréhension des pourcentages et des proportions ainsi que des fonctions et des demi-vies est pertinente. Dans certains domaines de la recherche en biologie, encore plus de mathématiques sont nécessaires car il y a des gens qui se spécialisent dans les modèles mathématiques décrivant les systèmes biologiques.
Mathématiques en chimie
La chimie a tendance à être plus intensive en mathématiques que la biologie. Vous voudrez une base solide en algèbre lorsque vous aborderez un cours de chimie avancé au niveau secondaire ou collégial.
L'étude des statistiques est également importante en chimie, en particulier si vous envisagez de vous spécialiser en chimie ou de travailler dans une carrière impliquant la chimie. La trigonométrie et le calcul seront également pertinents, mais dans une moindre mesure.
Tout comme la biologie mathématique est un domaine d'étude, la chimie mathématique l'est aussi, qui nécessite une connaissance du calcul avancé, des équations différentielles et des techniques de modélisation.
Mathématiques en astronomie
De nombreux étudiants sont attirés dans un cours d'astronomie avec la fausse croyance qu'il n'y aura pas de mathématiques. Mais l'astronomie est vraiment une branche de la physique. Vous pouvez le considérer comme de la physique appliquée à l'espace.
Bien qu'un cours d'introduction à l'astronomie non spécialisé puisse ne pas utiliser beaucoup de mathématiques au-delà de l'algèbre débutant et d'une compréhension de la notation scientifique, vous devez maîtriser les deux pour réussir.
Dans les cours d'astronomie plus avancés, vous pouvez vous attendre à utiliser les mêmes mathématiques que celles utilisées dans les cours de physique, y compris le calcul avancé et les équations différentielles, entre autres sujets.
Mathématiques en géologie
Pour étudier la géologie, vous aurez également besoin d'une base solide en algèbre de base avant de commencer. La géologie utilise également des fonctions exponentielles et logarithmiques, en particulier lorsqu'il s'agit de déterminer l'âge des spécimens.
Ceux qui étudient la géologie au-delà du niveau d'introduction devront également suivre des cours de calcul et de statistiques. Une grande partie de la géologie est lourde de statistiques, mais il existe également des domaines qui traitent d'autres concepts mathématiques avancés tels que la géométrie et la topologie.
Mathématiques dans la nature
Dans la nature, les mathématiques apparaissent partout si vous savez où chercher, de la modélisation de la population aux modèles de croissance des plantes.
En fait, certains mathématiciens passent leur vie à étudier les fractales et les rapports mathématiques spéciaux tels que le nombre d'or et comment ils apparaissent dans la nature.
Une grande partie de l'étude de la nature consiste à comprendre l'écologie et les relations entre les prédateurs et les proies et d'autres formes de vie dans un écosystème. Pour étudier ces choses en détail, il faut des modèles mathématiques qui incluent souvent des fonctions exponentielles et même des équations différentielles.
Ainsi, alors qu'un cours de nature de base peut mentionner très peu de mathématiques, une compréhension plus approfondie des processus naturels peut nécessiter des mathématiques à travers le calcul, les statistiques et au-delà.