Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

เราเรียนแคลคูลัสไปทำไม ตอนที่ 2/2

Posted By sanomaru | 12 มี.ค. 62
990 Views

  Favorite

เราทราบกันไปแล้วว่า ใครคือผู้ที่คิดค้นแคลคูลัสขึ้นมา และคิดค้นมาเพื่ออะไร จาก เราเรียนแคลคูลัสไปทำไม ตอนที่ 1/2 ส่วนในตอนที่ 2/2 นี้ เราจะมาพูดถึงการประยุกต์ใช้แคลคูลัสเพื่อประโยชน์ในชีวิตประจำวันของเรา ซึ่งความจริงแล้วเราสามารถประยุกต์ใช้แคลคูลัสได้อย่างมากมาย โดยนำมาสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ให้ได้คำตอบที่ดีที่สุดหรือถูกต้องที่สุดออกมา ตัวอย่างการนำแคลคูลัสไปประยุกต์ใช้ เช่น

 

ด้านวิศวกรรมและอากาศยาน

เนื่องจากแคลคูลัสเป็นภาษาทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลง ถ้าจำนวน ปริมาณ หรือระบบกำลังเปลี่ยนแปลง เราสามารถใช้แคลคูลัสช่วยในการวิเคราะห์อย่างมีประสิทธิภาพได้ ซึ่งการเคลื่อนที่ของจรวดก็เป็นอีกหนึ่งสิ่งที่แคลคูลัสเข้ามามีบทบาทสำคัญ เพราะส่วนใหญ่มันทำงานบนหลักการของมวลที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยมวลของจรวดจะลดลงตามเวลาที่เชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ไป และในขณะที่จรวดลุกไหม้จะมีการเร่งความเร็วที่สูงมาก และแรงที่ผลักจรวดขึ้นไปจะต้องสูงมาก เพื่อผลักดันให้จรวดสามารถขับเคลื่อนจนพ้นสภาวะแรงโน้มถ่วง แรงที่ผลักจรวดขึ้นไปนี้จะเรียกว่า "แรงขับ" หาได้จากสูตร dmv/dt = Thrust (แรงขับจรวด) โดยสมการนี้มาจากสมการโมเมตัม ซึ่ง m และ v คือมวลและความเร็วของวัตถุ ตามลำดับ

ภาพ : Pixabay

 

ด้านการแพทย์

แคลคูลัสมีประโยชน์อย่างมากในด้านการแพทย์ เนื่องจากแพทย์นำแคลคูลัสไปใช้ในการทำนายอัตราการเติบโตของเนื้องอกได้ เช่น ผู้ป่วยมีเนื้องอกขนาดเล็ก และแพทย์ต้องการทราบอัตราการลุกลามหรือเสื่อมสภาพของเนื้องอก การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อจำลองการเจริญเติบโตของเนื้องอก ก็ทำให้สามารถอธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลากับปริมาตรของเนื้องอกได้

 

ส่วนในสาขาวิชาระบาดวิทยา แคลคูลัสยังมีส่วนช่วยในการศึกษาการแพร่กระจายของโรคติดเชื้อ ซึ่งจะคำนวณโดยคำนึงถึงปัจจัย 3 ประการ ได้แก่ ผู้ที่มีความเสี่ยงต่อโรค ผู้ที่ติดเชื้อ และผู้ที่ฟื้นตัวจากโรคแล้ว ทำให้ทราบได้ว่า โรคแพร่กระจายไปได้ไกลและรวดเร็วแค่ไหน และอาจรวมไปถึงมีต้นกำเนิดมาจากแหล่งใดหรือจะรักษาอย่างไรจึงจะได้ผลดีที่สุดด้วย การที่เราต้องใช้แคลคูลัสในการคำนวณเนื่องจากกรณีนี้อัตราการติดเชื้อและการฟื้นตัวมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และแคลคูลัสก็สามารถตอบสนองการคำนวณในส่วนนี้ได้

ภาพ : Pixabay

 

ด้านสถาปัตยกรรม

ไม่น่าเชื่อว่าแม้แต่ด้านสถาปัตยกรรม แคลลูลัสก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เช่น สะพาน เราจำเป็นต้องออกแบบโดยคำนึงถึงความสามารถในการรองรับน้ำหนักที่แตกต่างกัน น้ำหนักของตัวสะพานเอง ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และความยาวของสะพาน แคลคูลัสจะถูกนำมาใช้ในการคำนวณเพื่อให้ออกแบบสะพานในลักษณะที่แข็งแรงที่สุดได้ นอกจากนี้สถาปัตยกรรมรูปทรงแปลก ๆ อย่างอาคารที่มีความโค้งหรือมีรูปทรงที่ไม่สมมาตรกัน ก็จำเป็นต้องใช้แคลคูลัสในการคำนวณเพื่อให้ออกแบบและสร้างออกมาได้อย่างเหมาะสมปลอดภัยด้วย

ภาพ : Pixabay

 

ด้านการพยากรณ์สภาพอากาศ

แคลคูลัสมีส่วนช่วยในการพยากรณ์สภาพอากาศ ซึ่งทำให้นักอุตุนิยมวิทยาสามารถพยากรณ์สภาพอากาศได้แม่นยำกว่าที่เคยเป็นมา เนื่องจากการพยากรณ์อากาศจำเป็นต้องพิจารณาจากตัวแปรหลายตัว เช่น ความเร็วลม ระดับความชื้น อุณหภูมิ โดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการช่วยพยากรณ์สภาพอากาศจากตัวแปรต่าง  ๆ เหล่านี้ อยู่ภายใต้การวิเคราะห์ของระบบอัลกอริทึม ซึ่งเกี่ยวข้องกับแคลคูลัส

ภาพ : Pixabay

 

การแพทย์ สถาปัตยกรรม หรือการพยากรณ์อากาศดังที่กล่าวมาแล้ว ในด้านเคมี แคลคูลัสยังสามารถนำไปใช้ทำหน้าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ไปจนถึงการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีได้ ในด้านชีววิทยาก็ถูกใช้เพื่อหากอัตราการเกิดและการตาย หรือในทางเศรษฐศาสตร์แคลคูลัสก็มีบทบาทในการคำนวณต้นทุนส่วนเพิ่มและรายได้ส่วนเพิ่ม ช่วยให้นักเศรษฐศาสตร์สามารถคาดการณ์ถึงผลกำไรสูงสุด หรือการคำนวณการขึ้นลงของตลาดหุ้น ส่วนในด้านสถิติ เรขาคณิตเชิงวิเคราะห์ หรือพีชคณิต ก็ยังต้องใช้แคลคูลัสในการคำนวณเพื่อหาคำตอบเช่นกัน

 

แม้แต่เซิร์ชเอนจิน (Search Engine) ที่เราใช้ในการค้นหาข้อมูลกันอยู่ทุก ๆ วัน ก็ยังมีแคลคูลัสเข้าไปเกี่ยวข้อง จากการใช้อัลกอลิทึมในการคำนวณหรือวิเคราะห์ข้อมูลและตัวแปรจำนวนมาก ก่อนจะถอดออกมาเป็นคำตอบที่เป็นไปได้และดีที่สุด อัลกอลิทึมนี้ทำให้เซิร์ชเอนจินสามารถปรับเปลี่ยนการค้นหาคำตอบเพื่อให้แม่นยำที่สุดได้อย่างรวดเร็ว โดยคำนึงถึงตัวแปรในการเข้าใช้งานของแต่ละบุคคล เช่น ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของผู้ใช้ ประวัติเว็บ เพื่อสร้างผลการค้นหาที่เหมาะสม ซึ่งทั้งหมดนี้อยู่ภายใต้พื้นฐานการคำนวณโดยใช้แคลคูลัสเช่นกัน

ภาพ : Google

 

แคลคูลัสมักเข้าไปเกี่ยวข้องกับอะไรก็ตามที่เป็นกับการศึกษาอัตราการเปลี่ยนแปลงและการหาทางออกที่ดีที่สุด แคลคูลัสจึงมีบทบาทต่อเราทุกคนอย่างมากในโลกความเป็นจริงปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ความสำคัญของแคลคูลัสอาจจะมีเพียงกลุ่มอาชีพบางกลุ่มที่มองเห็น นั่นคือ กลุ่มอาชีพที่จะได้ใช้มันเพื่อประยุกต์เป็นข้อมูลสำเร็จรูปให้เราทุกคนได้ใช้กัน และนี่คือเหตุผลที่เรายังคงต้องเรียนแคลคูลัสกันอยู่ เพราะตราบใดที่เรายังไม่รู้ว่าอาชีพในอนาคตของเราคืออะไร การมีพื้นฐานแคลคูลัสก็เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อจะต่อยอดการศึกษาและอาชีพในอนาคตต่อไปได้

 

 

บทความที่เกี่่ยวข้อง

- เราเรียนแคลคูลัสไปทำไม ตอนที่ 1/2

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • sanomaru
  • 0 Followers
  • Follow