פורטל:מתמטיקה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

Gnome-colors-view-refresh.svg רענון הפורטל Netvibes.svg כיצד אוכל לעזור?    

P mathematics.svg

המתמטיקה מוגדרת לעתים קרובות כלמידת הדפוסים והתבניות של מבנה, שינוי ומרחב, ואפיונם. מנקודת מבט מודרנית, מתמטיקה היא השימוש בלוגיקה פורמלית לחקירת מערכות ומבנים מופשטים שהוגדרו אקסיומטית.

מוצאם של רוב המבנים הנחקרים במתמטיקה הוא ממדעי הטבע, לרוב מפיזיקה, אך מתמטיקאים מרבים להגדיר ולחקור מבנים מסיבות פנימיות לחלוטין למתמטיקה עצמה, למשל לשם ביצוע הכללה מאחדת של תחומים מתמטיים אחדים או ככלי שימושי לביצוע חישובים. יש אפוא מתמטיקאים רבים שחוקרים תחומים מסוימים מסיבות אסתטיות לחלוטין, בראיית המתמטיקה כאמנות במידת מה יותר מכמדע שימושי.

לערך המלא

פלימפטון 322

פלימפטון 322 הוא שמו של לוח חרסית שמקורו בבבל והוא מתוארך בין השנים 1900 לפנה"ס עד 1600 לפנה"ס. הלוח, הכתוב בכתב יתדות, מכיל ארבע עמודות וחמש עשרה שורות של מספרים בספרות בבליות, כך שהמספרים בשתיים מן העמודות שייכים לשלשות פיתגוריות. מהות המספרים שבו שנויה במחלוקת - על פי חלק מהפרשנויות, הלוח שימש לייצור שלשות פיתגוריות או לחישוב ערכה של פונקציה טריגונומטרית ובכך הוא מעיד על רמה מתמטית גבוהה של התרבות הבבלית.

הלוח התגלה בעת חפירות ארכאולוגיות לא חוקיות, יחד עם עוד אלפי לוחות מסוגו, בשנות העשרים של המאה ה-20. ג.א. פלימפטון קנה את הלוח, ככל הנראה מבלי שהוא או המוכר יבחינו בייחוד שבו, ובשנות ה-30 תרם אותו יחד עם האוסף שלו לאוניברסיטת קולומביה, שם הוא שמור עד עצם היום הזה.

R hand Rule.png

מכפלה וקטורית היא פעולה בינארית על שני וקטורים במרחב תלת ממדי, שמחזירה וקטור. בתמונה מופיע כלל עזר למציאת כיוונה המוכר בשם "כלל יד ימין": אם האצבעות מתוות את הקשת הקצרה מהווקטור הראשון לווקטור השני, האגודל מצביע בכיוון תוצאת המכפלה.

החידה הפתורה

חידת ה-15 היא חידה מכנית המורכבת מלוח בן 16 משבצות, שבתוכו 15 לוחיות הנושאות את המספרים 1-15 ומשבצת אחת נותרת ריקה. כדי לפתור אותה יש לצאת ממצב שבו הלוחיות מעורבבות על הלוח, לסדר אותן לפי הסדר, כאשר הפעולה החוקית היחידה המותרת היא הזזת לוחית הסמוכה למשבצת הריקה לתוכה (ועל ידי כך יצירת משבצת ריקה חדשה). לאחר שהחידונאי סם לויד, שנודע כממציא החידה, הציע פרס כספי למי שיצליח להחליף בין הלוחיות 14 ו-15, החל שיגעון של ממש שארך מספר חודשים. למעשה, משימה זו הוכחה כבלתי אפשרית, ולויד ידע שכספו בטוח. בכל אופן, ספר בשם "The 15 Puzzle book" שיצא ב2006 קבע כי לא לויד הוא ממציא החידה, אלא הדוור נויס פלמר צ'פמן.

Benq joybook transparent.png

בחלון זה מופיעה תצוגה מתחלפת של אתרי אינטרנט הפועלים להנגשת המתמטיקה לציבור הרחב.

אתר היום: MAA Online (באנגלית)

האתר של MAA - האגודה המתמטית של ארצות הברית, ובו שלל טורים מעניינים, כולל כאלה שאינם מצריכים בקיאות במתמטיקה.

לאונרד אוילר

לאונרד אוילר (Leonhard Euler)‏ (15 באפריל 1707 - 18 בספטמבר 1783), מתמטיקאי ופיזיקאי שווייצרי מוביל, שבילה את רוב חייו ברוסיה ובגרמניה. הוא פרסם יותר עבודות במתמטיקה מאשר כל מתמטיקאי אחר בהיסטוריה. אוילר ביצע תרומות ותגליות בתחומים מגוונים, כמו חדו"א ותורת הגרפים. הוא גם הציג חלק נכבד מן המינוחים וסימני המתמטיקה המודרניים, במיוחד בתחום האנליזה מתמטית, כדוגמת סימון הפונקציה. כמו כן, הוא ידוע בזכות עבודתו במכניקה, באופטיקה ובאסטרונומיה.

אוילר נחשב למתמטיקאי המוביל של המאה ה-18 ולאחד מהבולטים ביותר בכל הזמנים. הוא היה המתמטיקאי הפורה ביותר בהיסטוריה: הוא פרסם 886 ספרים ומאמרים בימי חייו. ישנם 60-80 מושגים במתמטיקה הנקראים על שמו. אמרה המיוחסת לפייר סימון לפלס באה לתאר את גדולתו והשפעתו של אוילר במתמטיקה: "למדו מאוילר, למדו מאוילר, הוא המאסטר של כולנו".

Article MediumPurple.svg
Cquote2.svg

ישנם שלושה סוגי שקרים: שקרים, שקרים ארורים וסטטיסטיקה

Cquote3.svg
בנימין ד'יזראלי

בחלון זה מופיעה תצוגה מתחלפת של ספרי מתמטיקה שנועדו להנגשת המתמטיקה לציבור הרחב.

ספר היום:

Singh - fermat.jpg

סיימון סינג, המשפט האחרון של פרמה: סיפור החידה המתימטית ששיגעה את המוחות המבריקים ביותר בעולם במשך 358 שנים, תרגם עודד שכטר, הוצאת ידיעות אחרונות, 2000

המשפט האחרון של פרמה הוא משפט מפורסם בתורת המספרים שנוסח על ידי המתמטיקאי פייר דה פרמה באמצע המאה ה-17 ונותר כבעיה פתוחה עד שהוכח על ידי אנדרו ויילס בשנת 1995. בעקבות ההוכחה, שעוררה עניין גם מחוץ לעולמם של המתמטיקאים, כתב סיימון סינג את ספרו, "המשפט האחרון של פרמה". אגב תיאור דרכו של ויילס אל ההוכחה המיוחלת, נוגע סינג בתולדות המתמטיקה מראשיתה ועד ימינו. סינג הקפיד שבספר עצמו לא יופיעו הוכחות, והמעטות שנכללות בו מופיעות בנספחים בסוף הספר. היה זה הספר הראשון על מתמטיקה שהגיע למקום הראשון ברשימת רבי המכר בבריטניה, והוא תורגם לשפות רבות, שאף בהן זכה להצלחה.

מעגל שעליו נבחרו שלוש נקודות על חצי מעגל משותף

מה ההסתברות שבבחירת שלוש נקודות אקראיות על מעגל, שלוש הנקודות יהיו על חצי מעגל משותף? (כלומר, ניתן להעביר קוטר של המעגל כך שכל הנקודות תהיינה מצידו האחד של הקוטר).

הכללה: מה ההסתברות שבבחירת n נקודות אקראיות על מעגל יהיו כולן על חצי מעגל משותף?

פתרון

התשובה היא 0.75. אין חשיבות לבחירת הנקודה הראשונה לכן אפשר להציב אותה בכל מקום. הנקודה השנייה תוצב באופן אקראי על המעגל. אם היא נמצאת על הנקודה הראשונה, ההסתברות שהנקודה השלישית תהיה באותו חצי מעגל היא 1. כעת נזיז את הנקודה השנייה לאורך חצי מעגל אחד. ככל שהיא מתרחקת מהנקודה הראשונה כך קטנה ההסתברות שהנקודה השלישית תהיה באותו חצי מעגל (קטנה באופן לינארי). למשל כשהיא במרחק של רבע מעגל מהנקודה הראשונה ההסתברות היא 0.75. כשהנקודה השנייה מגיעה כמעט לקצה חצי המעגל, ההסתברות מתקרבת ל-0.5. בחצי המעגל השני התוצאות זהות. הנקודה השנייה אקראית, וההסתברות היא משתנה אקראי בעל התפלגות אחידה שערכו נע בין 0.5 ל-1. לכן התשובה היא 0.75.

קישורים חיצוניים


לחידות נוספות, לחידות קשות יותר
משפטים מפורסמים

המשפט האחרון של פרמהמשפט פיתגורסמשפטי האי-שלמות של גדלהמשפט היסודי של האריתמטיקה
מיון החבורות הפשוטותמשפט ארבעת הריבועים של לגראנז'משפט המינימקסמשפט השאריות הסיני
לרשימת המשפטים

השערות מפורסמות

השערת גולדבךהשערת רימןהשערת פואנקרההשערת הראשוניים התאומיםמשפט ארבעת הצבעיםP=NP
לרשימת הבעיות הפתוחות במתמטיקה

מבט אל הלוח – משפט או השערה מפורסמים

אי-שוויון ברנולי הוא אי-שוויון יסודי ושימושי באנליזה מתמטית, המאפשר להעריך את הביטוי \ (1+x)^n. האי-שוויון קובע ש- \ (1+x)^n\geq 1+nx לכל מספר שלם \ n\geq 0 ולכל מספר ממשי \ x>-1. את האי-שוויון אפשר להוכיח באינדוקציה.

בעזרת אי-שוויון זה אפשר להראות שהסדרה \ (1+\frac{1}{n})^n עולה בזמן שהסדרה \ (1+\frac{1}{n})^{n+1} יורדת, וכך להגדיר את בסיס הלוגריתם הטבעי, \ e=2.718..., כגבולן המשותף.

לערך המלא

מבט על משפטים והשערות נוספים

נושאים במתמטיקה
כמות אינסוף - מספרים (טבעיים, שלמים, רציונליים, אי-רציונליים, ממשיים, מרוכבים) - מספרים סודרים - עוצמה - תורת המידה - קבועים מתמטיים
שינוי אנליזה מתמטית - אנליזה וקטורית - אנליזה מרוכבת - אריתמטיקה - חשבון אינפיניטסימלי - תורת הכאוס - משוואות דיפרנציאליות - אנליזה פונקציונלית
מבנה אלגברה - אנליזה מתמטית - אריתמטיקה - טופולוגיה - תורת הגרפים - תורת החבורות - תורת המספרים
מרחב אלגברה לינארית - גאומטריה - טופולוגיה - טריגונומטריה - אנליזה וקטורית - חשבון טנזורים - מרחב מחויג
מתמטיקה בדידה חישוביות - קומבינטוריקה - קריפטוגרפיה - תורת הגרפים - תורת המשחקים
יסודות ושיטות לוגיקה - פילוסופיה של המתמטיקה - תורת הקבוצות - סימון מתמטי - תורת הקטגוריות
מתמטיקה יישומית אופטימיזציה - אנליזה נומרית - הסתברות - סטטיסטיקה - מתמטיקה פיננסית
עולם המתמטיקה הוראת המתמטיקה - האיחוד המתמטי הבינלאומי - היסטוריה של המתמטיקה - מדליית פילדס - מתמטיקאים - 23 הבעיות של הילברט

אנליזה נומרית (או חישוב נומרי) היא ענף של מתמטיקה שימושית אשר חוקר את השיטות והאלגוריתמים למציאה או הערכה של פתרונות מספריים לבעיות מתמטיות שונות, על ידי שימוש במספר סופי של פעולות חשבון ופעולות לוגיות.

אנליזה נומרית מאפשרת לפתור בעיות כמו אינטגרלים של פונקציות לא אנליטיות, מציאת שורשים של פונקציות (למשל פולינומים ממעלה גבוהה, פונקציות טריגונומטריות וכדומה) ובעיות אחרות שקשה עד בלתי אפשרי למצוא להן פתרון אנליטי המתאים לכל פרמטר אפשרי.

למרות שאנליזה נומרית עושה שימוש באקסיומות, תאוריות והוכחות תאורטיות, היא יכולה להשתמש בתוצאות אמפיריות של חישובי מחשב על מנת לחקור שיטות חדשות ולנתח בעיות. בכך היא ייחודית בהשוואה לתחומי מתמטיקה אחרים.

לערך המלא

לרשימת כל הערכים בתחום

מבט על תחומים נוספים

משפטים מתמטיים חשובים ושימושיים - נוסחאות בגאומטריה - רשימת נוסחאות בטריגונומטריה - נוסחאות גזירה - חוקי הלוגריתמים

P computing.svg
P At sign.png
P physics-2.png
P chemistry.svg
P Economy.png
P Computer-science.png
מחשבים אינטרנט פיזיקה כימיה כלכלה מדעי המחשב

ערכים המחפשים עורכים

Exquisite-kwrite.png

דיונים, ייעוץ ועזרה


מהו פורטל? - רשימת כל קטגוריות המשנה והערכים