Har abstrakt matematikk noen praktisk verdi og nytte?

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Heisann,

Jeg har nå begynt på UiO og har emnene MAT1100 og MAT-INF1100. Jeg har hittil ikke kommet så mye lengre enn komplekse tall, men har også bladd en del i boken og blir ganske ydmyk når jeg leser i den.

Mye av dette blir veldig abstrakt for min del og det blir vel også kalt abstrakt matematikk. Det er mulig det er på grunn av manglende forståelse til nå, men for meg blir det litt svevende og jeg er usikker på hvor interessert jeg egentlig er i det.

Har den abstrakte matematikken noen nytteverdi eller mye av det bare ren teori som er morsom og spennende for de som har den interessen? Er det kanskje slik at det som nå er veldig abstrakt og forvirrende for en ny student, senere blir knyttet sammen til noe mer meningsfylt?

Håper det gav mening. :D

Mvh

Johan Nes
Aleks855
Rasch
Rasch
Innlegg: 6862
Registrert: 19/03-2011 15:19
Sted: Trondheim
Kontakt:

Det er nok mange som har vært i dine sko, og som har fått interessen når de begynner å forstå det. Forumet her er jo en bra plass å være hvis du lurer på noen konsepter. Ikke bare oppgaver, men også forståelse. Jeg har selv fått veldig mye helhetlig forståelse av å spørre her på forumet når jeg føler at jeg ikke henger helt med.

Når det gjelder komplekse tall, så handler det som regel om å tegne akser hver eneste gang, og plassere tallene på det komplekse planet. Da er det plutselig veldig mye lettere å behandle tallene, da du kan se realdelen, imaginærdelen, vinkelen, lengda osv.
Bilde
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Matten en lærer i innføringsfagene er nok langt, langt i fra hva en matematikker vil kalle abstrakte fag.
Men ser at det er matematikk som kan virke noe fjern, fra den som ble undervist på videregående.
angående hva du konkret prater om, så er komplekse tall ekstremt viktig innen signalanalyse, da det gjør
beregningen av strøm gjennom kretser mye enklere. Eksempelvis kompleks impedans, viserdiagram og reaktans osv.
Under dette finner vi selvsagt utallige bruksområder for komplekse tall innen fourieranalyse.

Komplekse tall er og en fundamental del av kvantemekanikken, og ikke bare et verkøy for å gjøre
regningen enklere. I kvantemekanikk så kan partikkler delvis behandles som bølger
Shrödinger-likningen
$ \hspace{1cm} \displaystyle
i \hbar \frac{\partial \Psi}{\partial t} = - \frac{\hbar}{2m} \frac{\partial^2 \Psi }{\partial x^2} + V \Psi
$
hjelper oss å beskrive denne adferden. Eller rettere sagt kvadratet av bølgefunksjonen gir oss
sannsynligheten for å finne partikkelen i et gitt intervall etter en hvis tid
$ \hspace{1cm} \displaystyle
P(a\leq X \leq b \mid t) = \int_a^b \left| \Psi(x,t) \right|^2\mathrm{d}t
$
Schrodinger løsningen har svært mange interessante løsninger, men dette kommer av at
høyresiden er kompleks. Dropper vi detaljene og antar at høyresiden hadde vært reell så
hadde ikke shrodinger-likningen vært noe annet enn varmelednings-likningen
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_equat ... generation, som ikke er så veldig spennende å studere da den bare flater ut.
Altså er det den komplekse $i$ som "gjør" at schrödinger-likningen har så fin oppførsel (og selvsagt lineæriteten)

Andre nytteverdier av kompleks analyse er eksempelvis å kunne forenkle å løse integraler, og å
beregne nullpunkter til funksjoner. Kompleks analyse benyttes og så vidt til å løse differensiallikninger
snakker her om eksempelvis laplace transformasjoner, fourier transformasjoner osv osv osv.

Uten at jeg har tatt noe særlig vanskelig matematikk, så virker det som eksempelvis kohomologi (cohomology) og Lie algebraer blir
brukt i kvantemekanikken for å formalisere fysikken, og et forsøk på å gjøre teorien komplett. Altså vi bruker abstrakt matte
for å forklare fysisiske problem, vi enda ikke forstår.

Men hvorfor skal en hele tiden spørre seg: hva er vitsen? Når du ser en film, spør du deg selv, hva er nytteverdien av film, hva kan det brukes til?
Om du ser et fint maleri, spør du seg selv hva er vitsen med kunst, hva kan dette maleriet anvendes til?

Slike spørsmål er meningsløse, og jeg ser virkelig ikke poenget i å hele tiden spørre seg hva nytteverdien av matematikk er.
Er det virkelig så vanskelig å bare slappe av, og nyte den abstrakte og nydelige verden som springer ut av et knippe grunnleggende regler?

Jeg liker å se på det som matematikken er selve bakken vi står på, lat vi gjør er bygget opp fra et lag av matematikk. I denne bakken
planter vi trær (fysikk,kjemi,biologi, ...) som strekker seg mot himmelen.
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
Go_Rilla
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 173
Registrert: 12/07-2012 18:00

Du må ikke være ydmyk, du må være på offensiven.
Sist redigert av Go_Rilla den 28/08-2013 15:33, redigert 1 gang totalt.
Vektormannen
Euler
Euler
Innlegg: 5889
Registrert: 26/09-2007 19:35
Sted: Trondheim
Kontakt:

Det du lærer i MAT1100 virker nok mye mer abstrakt (og presenteres nok på en mer generell måte) enn det du har lært på VGS, men det er ikke det som menes med abstrakt matematikk. Så og si alle emnene du lærer i det faget har sin anvendelse i fysikk, kjemi, og så videre. For å ta komplekse tall som eksempel så er de mye brukt av fysikere, og kanskje enda mer av elektronikkingeniører. Komplekse tall kan forenkle mange utregninger betraktelig. I fysikk og elektronikk er de hendige når man driver med såkalt Fourier-analyse (ser på de forskjellige frekvenskomponentene i et signal f.eks.), og i elektronikksammenheng gir de en veldig konsis måte å formulere begrepet impedans på matematisk. Komplekse tall er også essensielle for å løse mange typer ligninger.

Den mer abstrakte matematikken har som Nebu sier også anvendelser i de mer abstrakte formuleringene av fysiske teorier. Det blir veldig vanskelig å drive med kvantemekanikk uten å bruke teori og resultater fra abstrakt algebra. I kryptografi benyttes abstrakt algebra og tallteori i stor grad for å utvikle nye kryptosystemer. Resultater i fra mer abstrakt analyse (kalkulus) kan også gjøre løsninger (eller tilnærminger av løsninger) av noen typer diffligninger enklere eller raskere (diffligninger er mye brukt i fysikk, kjemi, økonomi, etc.) Historien har gang på gang vist at nye områder innenfor matematikken som i starten kun utforskes av ren nysgjerrighet og interesse, viser seg å ha anvendelser andre steder.
Elektronikk @ NTNU | nesizer
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Takk for gode svar alle sammen!

Følte jeg fikk et litt bedre innblikk i matematikkens verden. :)
Nebuchadnezzar skrev:Men hvorfor skal en hele tiden spørre seg: hva er vitsen? Når du ser en film, spør du deg selv, hva er nytteverdien av film, hva kan det brukes til?
Om du ser et fint maleri, spør du seg selv hva er vitsen med kunst, hva kan dette maleriet anvendes til?

Slike spørsmål er meningsløse, og jeg ser virkelig ikke poenget i å hele tiden spørre seg hva nytteverdien av matematikk er.
Er det virkelig så vanskelig å bare slappe av, og nyte den abstrakte og nydelige verden som springer ut av et knippe grunnleggende regler?

Jeg liker å se på det som matematikken er selve bakken vi står på, lat vi gjør er bygget opp fra et lag av matematikk. I denne bakken
planter vi trær (fysikk,kjemi,biologi, ...) som strekker seg mot himmelen.
Verdien av kunst og film er ganske tydelig definert for min del, så det er et spørsmål jeg ikke trenger om å stille flere ganger. Dessuten er opplevelsen av kunst subjektiv, på samme måte som opplevelsen og interessen for matematikk.

Det er mulig du synes spørsmålet er meningsløst, men for meg er det ikke det. Jeg er nok mer praktisk anlagt enn teoretisk anlagt og har ikke planer om en akademisk karriere som lærer eller lignende. For min del er jeg derfor mest interessert i den praktiske anvendelsen og matematikk som et praktisk verktøy og liker derfor å vite hva jeg holder på med.

Jeg liker analogien din om matematikk. Slik ser jeg det også og jeg er ikke i tvil om at matematikk er viktig og også selve fundamentet for alle realfag. :)
Svar