大学レベルの物理学の授業を理解するには、どのような数学の概念が必要ですか?

物理学は数学の観点から世界を説​​明しています。 入門レベルを超えて大学で物理学のクラスを受講する予定がない場合でも、受講する必要があります。 いくつかの数学的概念(代数、幾何学、三角法の概念)を理解して、 クラス。 また、物理学を専攻するか、物理学の教育を継続することを計画している場合は、より高度な数学的概念も十分に理解する必要があります。

代数

代数は、大学の物理学コースで必要となる数学のスキルにとって絶対に不可欠な構成要素です。 変数と定数の概念、および線形方程式と2次方程式の両方を操作および解決する概念の概要を説明します。 線形代数は、特に線形方程式のシステムを解き、それらを行列またはベクトルとして表現するために必要です。 代数は、代数方程式を使用して平面や球などの幾何学的オブジェクトを研究する解析幾何学を理解するためにも必要です。

ジオメトリ/三角法

物理学は、空間と時間を通しての物体と運動の研究です。 空間と形の特性に専念する数学の分野である幾何学は不可欠です。 物理学の学生は、2次元ユークリッド幾何学の概念に精通し、概念を理解できるようにする必要があります。 合同、類似性、対称性、およびデカルト、極、球のベクトルを含む解析幾何学など 座標。 直角三角形の研究から始まり、三角法の研究まで続く三角法 三角関数sin、cos、およびtanは、の成分を見つけるために特に必要です。 ベクトル。

微積分

多くの大学は、微積分を必要としない非科学専攻の物理学のクラスを提供しています。 物理学のクラスをさらに受講する予定がない場合は、微積分のない物理学が基本概念の良い入門書として役立ちます。 しかし、物理学には、基礎となる数学を理解しなければ完全には理解できない多くの概念があります。 微積分は、「仕事」の概念を正確に定義するため、および運動学やダイナミクスの他の多くの側面を説明するために必要です。 非専攻の物理学コースでも、学生は代数、幾何学、三角法をしっかりと理解している必要があります。

その他の数学的概念

物理学に量子力学が導入されると、確率の分野は以前にはなかった方法で突然重要になりました。 より高いレベルの物理学コースを受講することを計画している学生は、量子物理学を探求する確率を理解する必要があることに気付くでしょう。 さらに、物理学の多くの問題は閉じた形で正確に解くことができず、べき級数展開や鞍点積分などの数学的な近似方法が必要です。

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