بحث علمي عن الرياضيات

بحث علمي عن الرياضيات يمكن الاستعانة به من أجل التعمق في معرفة علم الرياضيات بفروعه المختلفة، فالرياضيات من العلوم الهامة التي لا يمكن الاستغناء عنها في الحياة ولهذا فسنحرص اليوم من خلال موقع الماقه على عرض بحث عن الرياضيات متضمنًا أبرز العلماء والتطبيقات بالإضافة إلى فروع الرياضيات المختلفة وأهمية هذا العلم.

بحث علمي عن الرياضيات

لكي نتمكن من عمل بحث عن علم الرياضيات يجب التعريف بعلم الرياضيات أولًا، فعلم الرياضيات هو حجر الأساس الذي يتم الاستناد عليه من أجل التمكن من التعامل مع الشكل والمنطق والترتيب، فعلى أساسه تتم الهندسة المعمارية والمدنية والإلكترونية والميكانيكية، بالإضافة إلى صناعة الأجهزة والهواتف الذكية وغيرها من الأمور الأخرى.

فهناك علاقة ترابط قوية بين الرياضيات وباقي العلوم الأخرى كالفيزياء والكيمياء وغيرهم، فالرياضيات هي المادة الأساسية التي يتم الاستناد عليها من قبل باقي المواد، ونجد أن العالم كارل جاوس أطلق عليها (ملكة العلوم).

الجدير بالذكر أن الفيلسوف اليوناني أرسطو أشار إلى وجود علاقة قوية بين الرياضيات وباقي العلوم الأخرى وقد اهتم بإقامة التحليلات والنظريات والوصول للدلائل التي توضح ذلك، كما أن العالم جاليليو وكذلك نيوتن اعترفوا بأن الرياضيات هي العامل الأول المساهم في الاكتشافات الفيزيائية الهامة والتي من أبرزها نظرية الأوتار الفائقة.

فنظرًا إلى أهمية هذا العلم والاعتراف بذلك من علماء مختلفين سنهتم بعرض بحث علمي عن الرياضيات يشتمل على كافة النواحي الخاصة به خلال موضوعنا.

تطورات علم الرياضيات

بداية علم الرياضيات كانت بسبب حاجة الإنسان للوصول إلى حلول جذرية في بعض الأمور كالمسائل المعقدة لمعرفة موقع الشمس، ومن ثمَّ بدأ الأمر بالتطور لتطوير عملية العدّ والذي كان يتم استخدام أصابع اليد في فعل ذلك منذ بدء الخليقة، وشيء فشيء بدأ الأمر في التطور حتى وصل إلى التعرف إلى أسس الحساب الذي يشتمل العمليات الأساسية الأربعة المختلفة: جمع، طرح، ضرب وقسمة.

بعد ذلك جاء السومريون الذين اخترعوا أنظمة مختلفة في الرياضيات والتي وصلت لحضارات مختلفة كالبابليون والإمبراطورية الأكادية، ومع مرور الوقت قام الهنود باختراع الصفر الذي لا يوجد له مثيل.

مع تطور الحضارات أصبحت الرياضات مرتبطة بعلم الهندسة، إذ إنها مبنية على المنطق والحساب والتعرف إلى الأحجام والزوايا فكان لها دور قوي بدايةً من بناء المنزل إلى تصميمات المنزل الداخلية والجدير بالذكر أن الأهرامات من أكثر المباني التي تدل على ذلك.

مع الوقت أصبح علم الرياضيات مقترن بعلم الجبر الذي أسسه الخوارزمي، وهو من قام بتأليف أقدم عمل تم تسجيله في الجبر والمعروف بـ “الكتاب المختصر في الحساب عن طريق الإنجاز والموازنة” وتناول فيه علم ضرب وقسمة الأعداد حتى انتشر علم الخوارزميات المعروف حتى الآن.

لليونانيون والإغريق القدماء يد كبيرة في التقدم والتطور الباهر لعلم الرياضيات حيث قام أرشميدس بتطوير مبدأ قوة الطفو، وعمل أبو لينيوس على تطوير القطع المكافئ، وقام ديوفانتوس بتعريف الكسور كأرقام يمكن التعامل معها بصور سهلة.

فروع علم الرياضيات

في ضوء عمل بحث علمي عن الرياضيات، نجد أن هناك العديد من فروع علم الرياضيات التي يتم اكتشافها حتى الآن، فالعلم يتطور بصفة مستمرة وغير ساكن، والدليل على ذلك أنه مع مرور الوقت تم اكتشاف فرع حساب المثلثات وغيره من العلوم الأخرى التي ساهمت في تطور التكنولوجيا، ومن أبرز الفروع الخاصة بعلم الرياضيات ما يلي:

1- علم الجبر

يعتبر علم الجبر من العلوم التي تخص الكميات الغير معروفة والتي يتم تمثيلها بالحروف الأبجدية، وهذه المجاهيل تعمل على تعميم الصيغ والقوانين، ويمكن من خلالها إيجاد القيمة المجهولة في المعادلات الجبرية.

2- علم الهندسة

يعتبر علم الهندسة من العلوم التي تصف العلاقات المكانية والتي تتكون من النقاط والخطوط بالإضافة إلى الزوايا والأسطح الصلبة ويتم التعامل مع خصائص هذه المكونات وأشكالها، وبالتالي يتم على أساسه بناء العلوم والأساليب.

3- علم الحساب

هو العلم المقدم من فروع الرياضيات والذي يعتبر أكثر الفروع بدائية وهذا العلم يقوم بالتعامل مع الأرقام السهلة الخاصة بالعمليات الحسابية البسيطة التي تتمثل في الجمع والطرح والقسمة والضرب وهو واحد من العلوم الأساسية التي لا غنى عنها.

4- علم المثلثات

يعتبر علم المثلثات أحد العلوم الهامة التي يتم تسميتها في اليونان ومعناه قياس المثلث، ويختص هذا العلم بدراسة العلاقات المختلفة بين الزوايا والأضلاع الخاصة بالمثلثات وخصائصها.

5- علم التحليل

هو واحد من العلوم الخاصة بدراسة المعادلات الخاصة بتغير الكميات المختلفة، ويعتبر علم التفاضل والتكامل هو القاعدة الأساسية التي يتم بناء هذا العلم عليها.

أساسيات علم الرياضيات

هنالك بعض الأسس الهامة التي يقوم عليها علم الرياضيات، وهذه الأسس تتمثل فيما يلي:

• الجمع: هو إضافة شيء إلى آخر أو جمع الأعداد مع بعضها البعض، ويطلق عليه اليوم اسم المتسلسلة، كما أنه من الممكن أن تتجاوز الأعداد للمقادير الجبرية للدرجة التي تجعلها كثيرة الحدود.
• الطرح: الطبيعي أن لكل عدد معكوس وعند جمع الرقم معكوسه يكون الناتج دائمًا صفر، والجدير بالذكر أن ترتيب الأعداد في عملية الطرح هامة للغاية فعملية الطرح ليست عملية إبدالية، وهذا عكس عملية الجمع.
• الضرب: هي عملية يتم من خلالها تكرار الإضافة أو المضاعفة، والجدير بالذكر أن عملية الضرب من العمليات الإبدالية.
• الأُسُس: الأسس هي عملية ضرب متكررة، فمثلًا في حال إذا كنت ترغب في إجراء العملية الحسابية التالية: 3×3×3×3 ، فمن الممكن بدل أن يتم ضربها هكذا أن يتم كتابة الأساس 3 ” وهو الرقم الذي يتم تكرارها” مرفوع لأس 4 “وهو عدد مرات التكرار”.

تطبيقات على علم الرياضيات

في سياق عرض بحث علمي عن الرياضيات، سنوضح مجموعة من التطبيقات التي يتم استغلال علم الرياضيات فيها، وهذه التطبيقات تتمثل فيما يلي:

• معرفة الطقس.
• يساهم علم الرياضيات في سماع رنين الهاتف، وكذلك له دور في تواصل شبكات الإنترنت.
• القيام برسم الخرائط الثلاثية التي يصعب رسمها على الورقة ثنائية الأبعاد.
• يساعد في قراءة الأقراص المدمجة سواء كانت CD أو DVD.
• يمكن بناء الجسور من خلال تطبيق بعض المعادلات الرياضية.
• صورة الرنين المغناطيسي MRI.
• الأنظمة الخاصة بالملاحة عبر الأقمار الصناعية.

أبرز علماء الرياضيات

في ضوء عمل بحث علمي عن الرياضيات، يمكننا التعرف إلى العلماء المشهورين في علم الرياضيات والذين قاموا بتحقيق الإنجازات الهامة في هذا العلم، ومن أبرز هؤلاء العلماء ما يلي:

1- العالم إقليدس

من أشهر علماء الرياضيات والمعروف باسم أبي الهندسة وذلك لما ساهم فيه في العديد من المجالات والتي من ضمنها الهندسة الرياضية، وتعرف إسهامات هذا العالم باسم الهندسة الإقليدية، وقام هذا العالم بقضاء حياته في تطوير علم الرياضيات والهندسة.

2- العالم الخوارزمي

واحد من أبرز علماء الرياضيات والذي ساهم في تطوير علم الجغرافيا أيضًا، وألف كتاب عن الجبر يشرح طريقة تطبيق الأساليب الحسابية وذلك تبسيطًا للأمور اليومية والتي منها الميراث والتجارة وقياس الأراضي الزراعية، كما أنه ألف كتاب آخر في علم المثلثات.

3- العالم فيثاغورث

فيثاغورث هو أشهر عالم في الرياضيات حيث إنه صاحب النظرية الخاصة به التي لا غنى عنها في الكثير من المجالات المختلفة اليومية والتي تعتمد على حل المشكلات المثلثية الرياضية، ويعتبر فيثاغورث من أشهر علماء الرياضيات اليونايين.

4- العالم عمر الخيام

برع العالم عمر الخيام في العديد من العلوم والتي كان من أبرزها الفقه والفلك واللغة بالإضافة للرياضيات، وكان لهذا العالم بصمة واحدة في علم الجبر حيث إنه يعد من أبرز النوابغ بعد الخوارزمي، وعمل على التنقيب في المعادلات ذات القوة الرابعة والثالثة، وبجانب ذلك برع في الهندسة التحليلية وحرص على دراسة هندسة إقليدس.

نصائح حول مذاكرة الرياضيات

هناك بعض النصائح الهامة التي يجب اتباعها من أجل التمكن من مذاكرة الرياضيات، ومن هذه النصائح الآتي:

• ضرورة تنظيم الوقت.
• اختيار المكان الهادئ الذي يساعدك على التركيز.
• أخذ قسط من الراحة بين فترات المذاكرة.
• محاولة إنهاء درس كامل في فترة المذاكرة الواحدة.

علم الرياضيات من العلوم الهامة التي لا غنى عنها في الحياة، فيقوم على أساسه العديد من التطبيقات، ولهذا فمن الضروري أن يتم الاطلاع على هذا العلم والغوص فيه من خلال قراءة بحث علمي عن الرياضيات.