פורטל:מתמטיקה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

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

P mathematics.svg

המתמטיקה מוגדרת לעיתים 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.


הנחות היסוד לציור בפרספקטיבה

גאומטריה פרויקטיבית היא גאומטריה לא אוקלידית, שבה אקסיומת המקבילים מוחלפת באקסיומה אחרת: כל שני ישרים במישור נפגשים בנקודה.

הגאומטריה הפרויקטיבית נולדה מתוך הצרכים המעשיים של אמני הציור. לעומת הציור הרוחני והסמלי של ימי הביניים, לקראת הרנסאנס עלתה קרנו של הציור המדויק – הדומה לנראה בעין. החייאת הכתבים הקלאסיים והאמונה שבבסיס הטבע עומדים עקרונות מתמטיים, הובילה את הציירים והמתמטיקאים בני התקופה לנסות ולמצוא שיטה סדורה לציור העולם התלת-ממדי על בד ציור דו-ממדי.

האמנים הראשונים בתחום זה שמשנתם ידועה לנו היו פיליפו ברונלסקי ולאונה בטיסטה אלברטי, שחיבר את הטקסט הראשון (הידוע כיום) בנושא, שכותרתו "על הציור" – De pictura. אנשי מפתח מאוחרים יותר בתחום זה הם פיירו דלה פרנצ'סקה, לאונרדו דה וינצ'י, אלברכט דירר ואחרים.

המתמטיקאי ז'ראר דזרג (Gérard Desargues) היה ממניחי היסודות התאורטיים לגאומטריה הפרויקטיבית, ועסק בה יחד עם בלז פסקל.


ג'ון פורבס נאש

ג'ון פורבס נאש הבן (13 ביוני 1928 – 23 במאי 2015), מתמטיקאי אמריקאי המתמחה בתורת המשחקים וגאומטריה דיפרנציאלית.

בשנת 1994 קבל פרס נובל לכלכלה, עבור עבודתו החלוצית משנות ה-50 בתורת המשחקים. עם הישגיו האקדמיים הבולטים נמנים פתוח 'שיווי משקל נאש' ופתרון 'בעיית המיקוח של נאש', המהווים מושגי יסוד בפתרון בעיות 'משחקים שיתופיים' ו'משחקים אי-שיתופיים' בתורת המשחקים בתחומי הכלכלה, הביולוגיה ומדע המדינה. הקריירה האקדמית המזהירה של נאש עומדת בצל מחלת הסכיזופרניה, שבה לקה בסמוך לפריצתו כמתמטיקאי מחונן בשנות ה-50. בשל המחלה נפסקה הקריירה האקדמית של נאש למשך כ-30 שנה (1966-1996) ורק בשנות ה-90 שב לחקר המתמטיקה.

נאש נולד בבלופילד שבמערב וירג'יניה, בן לג'ון נאש האב, טכנאי אלקטרוניקה, ווירג'יניה מרטין, מורה לשפות. בשנים (1945-1948) למד לתואר ראשון ושני במכון הטכנולוגי קרנגי בפיטסבורג, פנסילבניה (כיום אוניברסיטת קרנגי מלון), והוכתר על ידי מוריו כגאון. ב-1950 קבל נאש תואר דוקטור מאוניברסיטת פרינסטון על חיבורו "משחקים אי-שיתופיים". בעבודה זו פיתח לראשונה את פתרונו הבסיסי למשחקים אי-שיתופיים שזכה מאוחר יותר לכינוי 'שיווי משקל נאש'. 40 שנה מאוחר יותר, ב-1994, זיכתה אותו עבודתו זו משנותיו הראשונות בפרינסטון בפרס נובל לכלכלה. על עבודה זו קיבל נאש ב-1978 גם את פרס ג'ון פון ניומן לתאוריה.

Dürer Melancholia I.jpg

התחריט מלנכוליה, 1514. בשל החידתיות הרבה של יצירה זו, ריבוי האלמנטים הסימבוליים ועושר האלמנטים המתמטיים-גאומטריים שבה, היא אחת היצירות שזכו למספר רב של ניתוחים, דיונים ופרשנויות, במגוון נקודות מבט, שנייה אולי רק למונה ליזה של לאונרדו דה וינצ'י. מלנכוליה היא תחריט נחושת, ומוצגת במוזיאון לאמנות יפה שבבוסטון. היצירה כוללת, בין היתר, ריבוע קסם מסדר רביעי ופאון אשר מהווים חלק נכבד מהעברת הרעיון שביצירה.

Exp series.gif

קירוב של הפונקציה לפולינום מדרגה n באמצעות פיתוח לטור מקלורן.

איור מקלדת פסנתר. הקלידים המפיקים תווים, ששמם "דו", נצבעו בצהוב.

הסולם המוזיקלי המפורסם, דו, רה, מי, פה, סול, לה, סי, דו, נקרא סולם דו מז'ור. כמו רבים מהסולמות המקובלים במוזיקה מערבית, הוא מכיל 8 תווים. לכן המוזיקאים מכנים את מרווח תווים, כמו זה שבין הדו הנמוך לדו הגבוה, במילה, שמשמעותה "שמיניה" – אוקטבה. אולם הם נוהגים לומר, שמרחק גובה הצליל, בין הדו הנמוך לדו הגבוה הוא 6 טון: 5 מהמרווחים בין התווים הנ"ל הם של טון 1, אך ה-2 האחרים, זה שבין המי לבין הפה וזה שבין הסי לבין הדו, הם רק של 1/2 טון. סך-הכול: 6.

כל הסולמות המקובלים במוזיקה מערבית מחלקים אוקטבות לתווים במרחקי גובה צליל, שהם מכפלות שלמות של 1/2 טון. לכן, כדי שהפסנתרן יוכל לנגן מנגינות בכל הסולמות האלו, יש במקלדת הפסנתר 12 קלידים בכל אוקטבה – בין צלילי כל זוג קלידים יש מרווח גובה של 1/2 טון. (סולם דו מז'ור מצריך רק את הקלידים הלבנים, וקלידי התוספת הם השחורים). לפי-כך, מקלדת הפסנתר היא תצוגה של סדרה חשבונית, שההפרש בין כל שני איברים (קלידים) סמוכים בה הוא 1/2 טון. אולם לאור העובדה, ששני צלילים, שמרווח הגובה ביניהם הוא 6 טון (אוקטבה), הם גלי קול, שתדירות אחד מהם היא פי 2 מתדירות השני, ניתן לראות במקלדת הפסנתר גם תצוגה של סדרה חשבונית. סדרה שהיחס בין תדר הצליל של כל שני איברים (קלידים) סמוכים בה הוא 12.


כל פעילות אנושית, טובה או רעה, להוציא מתמטיקה, חייבת להגיע לכלל סיום


נוסחה להפרש של שני ריבועים. נוסחה בסיסית באלגברה. כמו יתר הנוסחאות באלגברה בסיסית, פיתוח הנוסחה פשוט מאוד ומבוסס על חוק הפילוג, חוק הקיבוץ וחוק החילוף. אולם שימוש בנוסחה "לכיוון השני" מימין לשמאל מאפשר לבצע מניפולציות לא טריוויאליות משום שהוא מחליף ביטוי שעל פניו לא נראה פריק, במכפלה של שני ביטויים פשוטים יותר. על נוסחה זו מבוסס טריק שנקרא מכפלה בצמוד


עשו ממני שעון ראשוני!

השאירו שש שעות עוקבות על פני השעון ללא שינוי, והחליפו את מקומן של השעות הנותרות, כך שהסכום של כל זוג שעות סמוכות יהיה מספר ראשוני (יש שני פתרונות אפשריים).


Benq joybook transparent.png

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

אתר היום: The Grey Labyrinth (באנגלית)

אוסף מדהים של חידות מתמטיות, פרי עמלו של קווין לין.

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

ספר היום:

Unguru.jpg

שבתאי אונגרו, ‏מבוא לתולדות המתמטיקה, סדרת אוניברסיטה משודרת, בהוצאת משרד הביטחון – ההוצאה לאור, 1989

כשאר הספרים בסדרת אוניברסיטה משודרת, גם ספר זה מבוסס על הרצאות שנתן מחברו בגלי צה"ל. הספר, בשני חלקים, עוסק במתמטיקה ביוון העתיקה, במתמטיקה של המאות ה-16 וה-17, ובמתמטיקה של המאות ה-19 וה-20. בפתח דבר לספר תיאר המחבר, שבתאי אונגרו, פרופסור במכון להיסטוריה ופילוסופיה של המדעים והרעיונות באוניברסיטת תל אביב, את גישתו:

"התפיסה השלטת בהרצאות היא התפיסה ההיסטורית הרואה במתמטיקה יצירה אנושית במלוא מובנה של המלה, המושפעת מאופי יוצריה ומאיכותם, מן הבעייתיות הפנימית של המקצוע ומן המסגרות החיצוניות השונות שהיצירה המתמטית מתנהלת בהן."
משפטים מפורסמים
השערות מפורסמות

אי-שוויון ברנולי הוא אי-שוויון יסודי ושימושי באנליזה מתמטית, המאפשר להעריך את הביטוי . האי-שוויון קובע ש- לכל מספר שלם ולכל מספר ממשי . את האי-שוויון אפשר להוכיח באינדוקציה.

בעזרת אי-שוויון זה אפשר להראות שהסדרה עולה בזמן שהסדרה יורדת, וכך להגדיר את בסיס הלוגריתם הטבעי, , כגבולן המשותף.

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 ליניארית - 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


טופולוגיה היא ענף חדש יחסית במתמטיקה. הטופולוגיה עוסקת בתכונות הנוגעות לצורתם של עצמים מופשטים, ומתמקדת בתכונות הנשמרות גם לאחר הפעלת פונקציות שעונות לארבעת הקריטריונים – פונקציות חד חד ערכיות, על, רציפות ובעלות פונקציה הופכית רציפה. פונקציות שכאלו מכונות הומיאומורפיזמים ועצמים שניתן לעבור מהאחד לשני באמצעותן מכונים הומיאומורפיים. בלשון ציורית, ההבדל בין עצמים אלו הן התכונות שנשמרות גם לאחר הפעלת "עיוות", "מתיחה" ו"כיווץ" – למשל, עיגול ומרובע הם הומיאומורפיים, כי ניתן לעקם את המרובע עד לקבלת עיגול, ולהפך. לעומת זאת, צורת הספרה 8 ומעגל אינם הומיאומורפיים, כי בספרה 8 ישנם שני חורים, ובמעגל חור אחד בלבד.

ערכים המחפשים עורכים

Exquisite-kwrite.png

דיונים, ייעוץ ועזרה