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

\ 2^3 = 8

\ e^{i\pi} = -1

\ 2^{\aleph_0} = \aleph

חזקה היא פעולה מתמטית המתבצעת בין שני מספרים ומסומנת \ a^b. בצורתה הבסיסית ביותר, כאשר \ n הוא מספר טבעי, החזקה \ a^n שווה ל-\ n מופעים של \ a הנכפלים זה בזה. את ההגדרה הבסיסית הזו ניתן להרחיב למערכות מספרים רבות, ואף לעצמים מתמטיים שאינם בהכרח מספרים, תוך שמירה על תכונותיה הבסיסיות הייחודיות של הפעולה, הנקראות חוקי חזקות.

לחזקה תפקיד מרכזי בתחומים רבים במתמטיקה. השערות ומשפטים הקשורים בפעולה העסיקו מתמטיקאים במשך מאות שנים. פונקציות המבוססות על פעולת החזקה, כגון פולינומים ופונקציות מעריכיות, משמשות בכל תחומי המדעים. בשל כך פותחו שיטות המאפשרות חישוב חזקות באופן יעיל, במקום הכפלה חוזרת שעשויה לקחת זמן רב.

כיסוי האוריינטציות של טבעת מביוס.

כיסוי האוריינטציות הוא כלי לחקר יריעות לא אוריינטביליות. עבור משטח במרחב, ניתן לתאר את כיסוי האוריינטציות באופן הבא: נדמיין שהמשטח עשוי מנייר דו-שכבתי. נפריד את השכבות. היריעה שתתקבל תהיה מרחב הכיסוי של כיסוי האוריינטציות. העתקת הכיסוי תהיה ההדבקה של שתי השכבות בחזרה.

במקרה של טבעת מביוס (זאת אומרת טבעת עם חצי פיתול) היריעה המתקבלת לאחר הפרדת השכבות היא טבעת עם פיתול שלם. יריעה זאת דיפאומורפית לטבעת רגילה, ובפרט אוריינטבילית.

הסמליל של גוגל

e הוא מספר טרנסצנדנטי וקבוע מתמטי חשוב בעל שימושים רבים באנליזה מתמטית, ומשמש כבסיס הלוגריתם הטבעי, אם כי אינו מוכר כמו π. חברת גוגל, בעלת מנוע החיפוש הנפוץ ביותר, ציינה בבקשתה הראשונה להנפקת ניירות ערך, את סכום ההנפקה בסכום לא עגול של 2,718,281,828 דולר, כלומר e מיליארד דולר, בקירוב. גם הגרסאות של תוכנת Metafont ממוספרות במספרים 2, 2.7, 2.71, וכן הלאה, כך שילכו ויתקרבו ל-e. רעיון המספור על פי מספר אוילר הוא פרי מוחו של ממציא התוכנה, מדען המחשב דונלד קנות', שנחשב "משוגע לדבר".

Benq joybook transparent.png

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

אתר היום: NRICH (באנגלית)

אתר בריטי להעשרה מתמטית, למורים ולתלמידים, ובו שלל חידות ומשחקים.

אייזק ניוטון

סר אייזק ניוטוןאנגלית: Isaac Newton;‏ 4 בינואר 1643 - 31 במרץ 1727 היה פיזיקאי, מתמטיקאי, אסטרונום, פילוסוף ואלכימאי אנגלי, הנחשב לאחד מגדולי המוחות המדעיים בכל הזמנים.

חיבורו "היסודות המתמטיים של פילוסופיית הטבע" שפורסם ב-1687 הכיל תיאור של כוח הכבידה ושלושת חוקי התנועה, והניח את הבסיס למכניקה הקלאסית ששלטה בראייה המדעית של היקום הפיזיקלי במשך שלוש המאות הבאות ויצרה את הבסיס להנדסה המודרנית.

ניוטון נחשב לאבי החשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי, הציג לראשונה את משפט הבינום המוכלל (אשר נקרא על שמו - הבינום של ניוטון), המתאר את טור טיילור של הפונקציה \ (1+x)^{\alpha} גם כאשר \ \alpha אינו שלם, הוא פיתח והציג את זהויות ניוטון, שיטת ניוטון-רפסון למציאה נומרית של שורשי פונקציה, התורה של פולינומים ממעלה שלישית בשני משתנים, תרם תרומות חשובות לתורה של הפרשים סופיים והיה הראשון שהשתמש באינדקסים חלקיים ובגאומטרית קוארדינטות כדי לגזור פתרונות למשוואה דיופנטית. ניוטון החל גם לפתח את חשבון הווריאציות, תחום שקיבל שם זה רק במאה ה-18. כמו כן גילה נוסחה חדשה לחישוב π.

Article MediumPurple.svg
Cquote2.svg

מספרים הם הדרגה העליונה ביותר של הידע. הם הידע עצמו.

Cquote3.svg
אפלטון
Cquote2.svg

בכל מקום בו יש מספר - יש יופי.

Cquote3.svg
פרוקולוס

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

ספר היום:

Hoffman - erdesh.jpg

פול הופמן, האיש שאהב רק מספרים - סיפורו של פאול ארדש וחיפושו אחר האמת המתימטית, תרגום: דרורה בלישה, הוצאת מטר, 2001.

הספר הוא ביוגרפיה של פאול ארדש, מתמטיקאי יהודי יליד הונגריה, שחי בארצות הברית, ובמדינות נוספות ובהן ישראל. ארדש עסק בעיקר בתורת המספרים ובמתמטיקה בדידה, ופרסם מעל ל-1,500 מאמרים בתחומים אלה, רובם הגדול עם מחברים-עמיתים.

מחבר הספר, פול הופמן, עוסק בפופולריזציה של המדע, כמנחה טלוויזיה, ככותב של ספרי מדע פופולרי וכעורך של כתב העת "דיסקבר".

בפסטיבל הסרטים המתקיים בסוכות בחיפה, משלמים על 8 מתוך כל 10 כרטיסים שמזמינים. זוג חברים רוצה ללכת לפסטיבל ולראות X סרטים. הם מכירים זוג חברים נוסף המתכנן ללכת לראות Y סרטים. עבור אילו ערכי X ו-Y כדאי לשני הזוגות (מבחינה כספית) לקנות כרטיסים יחד?

פתרון

הערך השלם של M מסומן על ידי \lfloor M \rfloor . אם כל זוג ילך לבד, הזוג שרוצה לראות X סרטים, צריך לשלם עבור X-\lfloor X/5 \rfloor זוגות כרטיסים, והזוג שרוצה לראות Y סרטים, צריך לשלם עבור Y-\lfloor Y/5 \rfloor זוגות כרטיסים. כדי שישתלם לשני הזוגות לקנות כרטיסים יחד, צריך להתקיים : \lfloor (X+Y)/5 \rfloor > \lfloor X/5 \rfloor + \lfloor Y/5 \rfloor  .


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

משפט ארבעת הריבועים של לגראנז' הוא מן התוצאות הקלאסיות והאלגנטיות בתורת המספרים. המשפט, אותו הוכיח ז'וזף לואי לגראנז' ב-1770, קובע שכל מספר טבעי אפשר לכתוב כסכום של ארבעה ריבועים: לכל מספר טבעי n אפשר למצוא מספרים שלמים a,b,c,d, כך ש- \ n = a^2+b^2+c^2+d^2. לדוגמה, \ 107=8^2+5^2+3^2+3^2.

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

משוואות דיפרנציאליות הן משוואות הכוללות משתנים, פונקציות של המשתנים הללו, ונגזרות של פונקציות אלה, וכן קבועים (מספרים). הפונקציות (ונגזרותיהן) במשוואה מסומנות רק באות בודדת. פתרונה של המשוואה הוא ניסוחה המלא של הפונקציה, או הפונקציות, שהצבתן במשוואה תקיים אותה.

משוואות דיפרנציאליות הן מכמה סוגים, כאשר העיקריות הן:

באופן כללי, אין זה פשוט לפתור משוואה דיפרנציאלית, ואין שיטה כללית לפתרון של משוואה כזו. לעתים ניתן רק להגיע לקירוב של הפתרון אך לא לפתרון עצמו. עם זאת, עבור סוגים מסוימים של משוואות יש פתרונות שיטתיים, ועבור סוגים נוספים יש שיטות שמסייעות לעתים רבות למצוא את הפתרונות.

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