انجام پروژه ریاضیات کاربردی:

ریاضیات کاربردی
ریاضیات کاربردی شاخه‌ای از ریاضیات است که از یک سو به کاربرد ریاضیات در رشته‌های دیگر می‌پردازد و از سوی دیگر سعی دارد مبانی نظری ریاضیات محض را به مبانی عملی نزدیک تر کند و به عنوان پلی بین ریاضیات محض و علوم کاربردی عمل کند. از زمینه‌های مختلف آن، می‌توان به آنالیز عددی، نظریه معادلات دیفرانسیل، بهینه‌سازی، نظریه اطلاعات، نظریه بازی‌ها و فیزیک ریاضی اشاره کرد.
معمولاً به واسطهٔ مدلهای ریاضی ست که ریاضیّات را به زمینه‌های دیگر اعمال می‌کنند. به عنوان زیر شاخه‌های مهم ریاضیّات کاربردی، می‌شود از تحقیق در عملیات، دینامیک سیّالات، نسبیّت عددی (numerical relativity)، و معادلات ماکسول نام برد. همچنین بخشهای مهمی از مباحث مربوط به علوم کامپیوتر و آمار و احتمال نیز در این شاخه مورد بحث قرار می‌گیرند. بخش عظیمی از ریاضیات گسسته نیز در ارتباط تنگاتنگ با بخشهایی از ریاضیات کاربردی است.
در بعد آموزش دانشگاهی در ایران روش آموزش ریاضیات کاربردی در ایران در دانشگاهها تفاوتهای زیادی دارد و معمولاً بر مبنای قدرت هیات علمی و زمینه تخصصی به یکی از گرایشهای مرتبط با ریاضیات محض، علوم کامپیوتر، مهندسی صنایع، مدیریت و افتصاد و آمار نزدیک می‌شود. عموما سر فصل دروس ریاضی کاربردی در بیشتر دانشگاهها هسته اصلی دروس این شاخه‌ها را شامل می‌شود و بر اساس علاقه دانشجویان و امکانات علمی دانشگاه دانشجویان می‌توانند در یکی از شاخه‌های مرتبط آموزش ببینند.

ریاضیات زیستی یکی از گرایش‌های ریاضی کاربردی می‌باشد. گر چه این رشته دارای قدمت طولانی می‌باشد اما اخیرا به عنوان یک میان‌رشته بین ریاضی و زیست‌شناسی مورد توجه بسیاری از دانشمندان و بزرگان این دو رشته قرار گرفته‌است، به گونه‌ای که پیش‌بینی می‌شود هزارهٔ سوم میلادی به این رشته اختصاص خواهد داشت. تحقیق در این رشته مستلزم داشتن اطلاعات کامل در یکی از گرایش‌های ریاضی و شناخت مسئله زیستی مورد تحقیق می‌باشد. هدف کلی این رشته استفاده از تکنیک‌ها و ابزار ریاضی برای یافتن مدل و بررسی مسائل زیستی است. از مسائل تحقیقاتی این رشته می‌توان به موضوعات زیر اشاره کرد:

Population dynamics
Modelling cell and molecular biology
Modelling physiological systems
مجلات Journal of Theoretical Biology ، The Bulletin of Mathematical Bilogy و Journal of Mathematical Biology از مجلات معروف در این رشته می‌باشند که می‌توان برخی از تحقیقات انجام شده در این گرایش را در آن‌ها یافت.

نظریه مقدماتی اعداد
در نظریه مقدماتی اعداد، اعداد صحیح را بی استفاده از روش‌های به‌کار رفته در سایر شاخه‌های ریاضی بررسی می‌کنند. مسائل بخش پذیری، الگوریتم اقلیدس برای محاسبه بزرگ‌ترین مقسوم‌علیه مشترک (ب.م. م)، تجزیه اعداد به اعداد اول، جستجوی عدد تام perfect number و همنهشتی‌ها در این رده هستند. برخی از یافته‌های مهم این رشته قضیه کوچک فرما، قضیه اعداد اول و قضیه اویلر، قضیه باقیمانده چینی و قانون تقابل درجه دوم هستند. خواص توابع ضربی مانند تابع موبیوس و تابع φ اویلر و دنباله اعداد صحیح و فاکتوریل‌ها و اعداد فیبوناچی در همین حوزه قرار دارند.

حل بسیاری از مسائل در نظریه مقدماتی اعداد بر خلاف ظاهر ساده آن‌ها نیازمند کوشش بسیار و به‌کار گرفتن روش‌های نوین است. چند نمونه:

حدس گلدباخ در مورد نمایش اعداد زوج به صورت جمع دو عدد اول،
حدس کاتالان در مورد توانهای متوالی از اعداد صحیح،
حدس اعداد اول تؤامان در مورد بینهایت بودن زوج‌های اعداد اول،
حدس کولاتز در مورد تکرار ساده،
حدس اعداد اول مرسن در مورد بینهایت بودن اعداد اول مرسن و ...
همچنین ثابت شده که نظریه معادلات دیوفانتی تعمیم‌ناپذیر است (به مسئله دهم هیلبرت مراجعه کنید).

نظریه تحلیلی اعداد
در نظریه تحلیلی اعداد از حسابان و آنالیز مختلط برای بررسی سؤالاتی در مورد اعداد صحیح استفاه می‌شود. مثال‌هایی در این مورد قضیه اعداد اول و فرض ریمان هستند. مسئله وارینگ (یعنی نمایش هر عدد صحیح به صورت جمع چند مربع یا مکعب)، حدس اعداد اول تؤامان (یافتن بینهایت عدد اول با اختلاف ۲)، و حدس گلدباخ (نمایش هر عدد زوج به‌صورت مجموع دو عدد اول) نیز با روشهای تحلیلی مورد حمله قرار گرفته‌اند. اثبات متعالی (ترافرازنده) بودن ثابت‌های ریاضی مانند π و e نیز در بخش نظریه تحلیلی اعداد قرار دارند. اگرچه حکم‌هایی در مورد اعداد ترافرازنده خارج از محدوده مطالعات اعداد صحیح به نظر می‌آید، در واقع مقادیر ممکن برای چندجمله‌ای‌ها با ضریب‌های صحیح مانند e را بررسی می‌کنند. همچنین این‌گونه مسائل با مبحث تقریب دیوفانتین نیز ارتباط نزدیک دارند که موضوع آن این است که چگونه می‌توان یک عدد حقیقی داده شده را با یک عدد گویا تقریب زد؟

نظریه جبری اعداد
در نظریه جبری اعداد، مفهوم عدد به اعداد جبری، که همان ریشه‌های چندجمله‌ای‌هائی با ضریب گویا هستند، گسترش می‌یابد. در این حوزه اعدادی مشابه اعداد صحیح با نام اعداد صحیح جبری وجود دارد. در این عرصه لازم نیست ویژگی‌های آشنای اعداد صحیح (مانند تجزیه یگانه) برقرار باشد. مزیت روش‌های استفاده شده در این رشته (مثل نظریه گالوا، میدان همانستگی field cohomology، نظریه رده میدان class field theory، نمایش‌های گروه‌ها و توابع-L) این است که برای این رده از اعداد، نظم را تا حدودی تأمین می‌کند.

حمله به بسیاری از سؤالات نظریه اعداد به صورت «پیمانه p، برای کلیه اعداد اول p» مناسب‌تر است (به میدان‌های متناهی مراجعه کنید). به چنین کاری «محلی سازی» می‌گویند که به ساختن عدد p-ای می‌انجامد. نام این رشته «تحلیل موضعی» است که از نظریه اعداد جبری ناشی می‌شود.

نظریه هندسی اعداد
نظریه هندسی اعداد (که قبلاً به آن هندسه اعداد می‌گفتند) جنبه‌هایی از هندسه را به نظریه اعداد پیوند می‌دهد؛ و از قضیه مینکوفسکی در ارتباط با نقاط توری در مجموعه‌های محدب و تحقیق در مورد چپاندن کره‌ها (sphere packings) در فضای Rn شروع می‌شود.

نظریه ترکیبیاتی اعداد
نظریه ترکیبیاتی اعداد به مسائلی در نظریه اعداد می‌پردازد که با روش‌های ترکیبیاتی بررسی می‌شوند. پل اردوش بنیان‌گذار اصلی این شاخه از نظریه اعداد بود. الگوریتم‌های سریع برای امتحان اعداد اول و تجزیه اعداد صحیح در رمزنگاری کاربردهای مهمی دارند.

نوشتن دیدگاه