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Kalkül gibt es seit der Antike und in seiner einfachsten Form wird es zum Zählen verwendet. Seine Bedeutung in der Welt der Mathematik besteht darin, die Lücke bei der Lösung komplexer Probleme zu schließen, wenn einfachere Mathematik die Antwort nicht liefern kann. Was viele Menschen nicht bemerken, ist, dass das Rechnen gelehrt wird, weil es im Alltag außerhalb der Klassenräume der High School und des Colleges verwendet wird. Vom Entwerfen eines Gebäudes bis zur Berechnung der Darlehenszahlungen umgibt uns Kalkül.
Geschichte
Zwei Männern aus dem 17. Jahrhundert, Gottfried Wilhelm Liebniz und Sir Isaac Newton, wird häufig zugeschrieben, an der Entwicklung von Rechenprinzipien zu arbeiten. Aufgrund von Unstimmigkeiten, bei denen der Mensch zuerst Schlussfolgerungen gezogen hat, wurde angenommen, dass die beiden unabhängig voneinander an dem Thema arbeiteten. Andere Behauptungen bezüglich der Ursprünge dieser Art von Mathematik beziehen sich auf die Griechen, die bereits 450 v. Chr. An den Grundgedanken der Analysis arbeiteten.
Typen
Die Analysis besteht aus zwei Hauptzweigen, der Differential- und der Integralrechnung. Die Differentialrechnung befasst sich mit Derivaten und ihren Anwendungen. Integralrechnung impliziert eine Form der Mathematik, die Volumina, Bereiche und Lösungen für Gleichungen identifiziert. Differentialrechnung ist eine Untersuchung von Funktionen und der Änderungsrate innerhalb von Funktionen, wenn Variablen geändert werden. Integralrechnung konzentriert sich auf die Bestimmung mathematischer Antworten wie Gesamtgröße oder Wert.
Eigenschaften
Ein Hauptmerkmal der Differentialrechnung ist die Verwendung von Diagrammen. Bei jedem Problem, bei dem die Antwort als ein Punkt in einem Diagramm definiert ist, handelt es sich um eine Differentialrechnung. Es kennzeichnet normalerweise die Steilheit einer Kurve, die allgemein als Steigung bezeichnet wird. In realen Anwendungen kann die Steilheit einer Kurve beispielsweise durch einen Hügel oder eine Brücke dargestellt werden. Die Integralrechnung löst im nächsten Schritt Fragen wie „Wie viel Wasser würde benötigt, um einen Pool zu füllen?“. Zahlen und Variablen werden in eine komplexere Gleichung oder Formel „integriert“, um die endgültige Antwort zu erhalten.
Verwendet
Calculus hat zahlreiche reale Anwendungen. Wenn ein komplexeres Problem zu lösen ist oder ungewöhnliche Formen oder Größen vorliegen, wird der Kalkül zum Werkzeug, um zur Lösung zu gelangen. Wenn zum Beispiel ein ungewöhnliches Dach gebaut werden soll, wie die Dächer, die sich über Sportstadien erstrecken, verwenden die Designer Berechnungswerkzeuge, um die Größe und Festigkeit der Struktur zu planen. Für jeden Fachmann, der versucht, Arbeit, Fläche, Volumen, Gefälle oder Oberfläche zu bestimmen, bietet Kalkül die Antwort.
Beispiele
In der Differentialrechnung wird das Messen der Änderungsrate an einem beliebigen Punkt einer Kurve als Ableitung bezeichnet. Oft wird es als Messung der Steigung einer Linie in Gleichungen beschrieben. Angenommen, die Linie ist gerade in einem Diagramm, wobei das Diagramm eine X- und eine Y-Koordinate hat. Die Steigung (m) ist definiert als die Differenz in Y geteilt durch die Differenz in X. Hier ist die Differentialrechnung: (Y2-Y1) Steigung = m = (X2-X1) Integralrechnung beinhaltet die Berechnung von Flächen. Bei der Berechnung einer Fläche führt dieser Prozess der „Integration“ zu einer Formel, die als Integral bezeichnet wird. Einige werden das Integral als das in der Differentialrechnung gefundene Anti-Derivat bezeichnen. Im Folgenden finden Sie eine einfache Form der Integralrechnung: Für eine Funktion der Form k * xn ist das Integral gleich k * x (n + 1) (n + 1). Diese Formeln sind zwar einfach und grundlegend, liefern jedoch rudimentäre Beispiele für die Einführung der Breite und expansive mathematische Welt als Kalkül bekannt.