A természettudomány és a matematika együtt járnak. A matematika nyelvtípusnak tekinthető. Pontosabban, ez egy kvantitatív nyelv, amely lehetővé teszi a tudósok számára a kapcsolatok és jelenségek objektív leírását.
A tudomány minden ága különböző mértékben használja a matematikát. Az algebra és a trigonometria lehetővé teszi a mennyiségek közötti egyszerű kapcsolatokkal való munkát. A számítás és a differenciálegyenletek lehetővé teszik annak megértését, hogy a rendszerek hogyan változnak inkrementálisan az idővel. Az exponenciális és logaritmikus függvényeket széles körben használják azoknak a mennyiségeknek a megértésében, amelyek növekedése vagy csökkenése az aktuális állapotuktól függ. A statisztikák pedig hihetetlenül hasznosak annak eldöntésében, hogy a rendszerben történő változtatás befolyásol-e mást.
Általában még a bevezető szintű tanfolyamok esetében is kényelmesnek kell lenned a számokkal való munkában, képletekbe történő bevitelben, a műveletek megfelelő sorrendjében és a tudományos jelölések kezelésében. Számológéppel is rendelkeznie kell, és tudnia kell, hogyan kell helyesen használni.
Matematika a fizikában
A fizika hírében áll, hogy a matematikához leginkább kötődő tudományág. Ez nem meglepő, mivel a mozgás vizsgálatával kezdődik, amelyet kinematikai egyenletek írnak le, és csak onnan épít.
Ha középiskolai fizikaórát vagy általános fizikaórát veszel az egyetemen, akkor az algebra erős alapjai hasznosak lesznek. A mozgás, az erők és a továbbiakban tanulmányozásakor képesnek kell lennie megoldani az egyenleteket és az egyenletrendszereket egy vagy több változóval.
Ha mérnöki fizikát vagy fejlettebb fizikát folytat, akkor ismernie kell a számítást. Ez lehetővé teszi, hogy foglalkozzon az egyenletek levezetésével, valamint megoldásokat találjon olyan összetettebb problémákra, mint például a Maxwell elektromágnesességi egyenleteivel kapcsolatos problémák.
Bárki, aki fejlettebb fizikai tanulmányokat folytat, például egy kiskorú vagy egy fő szak a tantárgyból, megteszi még fejlettebb matematika tanulásuk támogatására, mint a lineáris algebra és a differenciál egyenletek.
Matematika a biológiában
A fizikához képest a biológiát gyakran a legkevésbé matekigényes természettudománynak tekintik; azonban a matematika ezen a területen is számos alkalmazással rendelkezik.
Míg egy középiskolai alapképzés vagy egy nem szakos főiskolai tanfolyamnak alig lehet több, mint az alkalmi egyszerű képlet, néhány biológiai fogalom megértése, mint pl. a népesség növekedése megköveteli az exponenciális függvényekkel való jártasságot, és amikor megismeri a tudományos tanulmányokat és azok értelmezését, a statisztika háttere is kívánt.
Bárkinek, aki biológia szakos, valószínűleg tanulmányai során ki kell töltenie az egyetemi szintű számításokat és statisztikákat. Gyakran a biológia szakosok az orvosi területen dolgoznak, ahol a százalékok és arányok, valamint a funkciók és a felezési idők megértése releváns. A biológia kutatásának egyes területein még több matematikára van szükség, mivel vannak olyan emberek, akik a biológiai rendszereket leíró matematikai modellekre szakosodtak.
Matematika a kémia területén
A kémia általában inkább matematikaintenzív, mint a biológia. Erős alapokra lesz szüksége az algebrában, amikor egy középiskolai vagy főiskolai szintű kémiaórához közelít.
A kémia szempontjából is fontos a statisztikák tanulmányozása, különösen, ha kémiai szakot tervez, vagy olyan kémiai pályán dolgozik. A trigonometria és a számítás is releváns lesz, de kisebb mértékben.
Ahogyan a matematikai biológia is tanulmányi terület, ugyanígy a matematikai kémia is, amelyhez fejlett számítás, differenciálegyenletek és modellezési technikák ismerete szükséges.
Matematika a csillagászatban
Sok tanulót azzal a hamis véleménnyel csábítanak egy csillagászati osztályba, hogy ez nem jár matematikával. De a csillagászat valóban a fizika egyik ága. Úgy gondolhat rá, mint az űrben alkalmazott fizikára.
Noha a nem főiskolai hallgatók bevezető csillagászati tanfolyama valószínűleg nem használ sok matematikát az algebra kezdetén és a tudományos jelölés megértésén túl, mindkettőben jártasnak kell lenned ahhoz, hogy sikeres légy.
Haladóbb csillagászati tanfolyamokon számíthat arra, hogy ugyanazt a matematikát használja a fizika tanfolyamokon, beleértve a fejlett számításokat és a differenciálegyenleteket is.
Matematika a geológiában
A geológia tanulmányozásához alapos algebra alapokra is szüksége lesz, mielőtt elkezdené. A geológia exponenciális és logaritmikus függvényeket is használ, különösen akkor, ha megvitatják a példányok életkorának meghatározását.
Azoknak, akik a bevezető szinten túl tanulnak geológiát, számításokat és statisztikákat is kell venniük. A geológia nagy része statisztikailag nehéz, de vannak olyan területek is, amelyek más fejlett matematikai fogalmakkal, például a geometriával és a topológiával foglalkoznak.
Matematika a természetben
A természetben a matematika mindenhol megjelenik, ha tudja, hová kell keresnie, a populáció modellezésétől a növények növekedési mintáin át.
Valójában néhány matematikus a fraktálokat és a speciális matematikai arányokat, például az arany középutat és a természetben való megjelenését tanulmányozza.
A természet tanulmányozásának nagy része az ökológia megértése, valamint a ragadozók és a zsákmány és az ökoszisztéma más életformáinak kapcsolata. E dolgok részletes tanulmányozásához matematikai modellek szükségesek, amelyek gyakran tartalmaznak exponenciális függvényeket, sőt differenciálegyenleteket is.
Tehát bár egy alapvető természettudományi osztály nagyon kevés matematikát említhet, a természetes folyamatok mélyebb megértéséhez matematika szükséges akár számításon, statisztikán és másokon keresztül is.