دوال كثيرات الحدود في حياتنا

كتابة اسماء انور آخر تحديث: 29 يوليو 2020 , 01:00

دوال كثيرات الحدود في حياتنا لها استخدامات لوصف منحنيات من أنواع مختلفة، فإن الناس يستخدمونها في العالم الحقيقي لرسم المنحنيات، فعلى سبيل المثال قد يستخدم مصمموا السفينة الدوارة كثيرات الحدود لوصف المنحنيات في رحلاتهم، وتُستخدم أحيانًا مجموعات من وظائف كثيرات الحدود في الاقتصاد لإجراء تحليلات التكلفة، وكذلك يستخدم المهندسون دوال كثيرات الحدود لرسم المنحنيات الهندسية والجسور.

استخدام دوال كثيرات الحدود في الهندسة

يستخدم المهندسون دوال الكثيرات الحدود في حياتنا لرسم منحنيات الوقايات الدوارة(ألعاب الملاهي) نظرًا لأن كثيرات الحدود توصف المنحنيات المتنوعة و المختلفة، كما تستخدم في رسم المنحنيات، أشباه المنحنيات. [1]

ويستخدم تطبيق دوال الكثيرات الحدود في حياتنا في تحويل القياسات باستخدام الهندسة لحساب المساحة والرياضيات المترية على وظائف الحراجة في أعمال الحفظ وقطع الأشجار. يستخدم مهندسو الغابات والمحافظون على الأشجار وقطع الأشجار كثيرات الحدود في إدارة الأرض، فعلى سبيل المثال يمكن حساب عدد الأشجار التي سيتم إعادة زراعتها بعد قطع جزء من الغابات. [2]

كثيرات الحدود للنمذجة أو الفيزياء

يمكن استخدام دوال الكثيرات الحدود في حياتنا لنمذجة مواقف مختلفة، كما هو الحال في سوق الأسهم لمعرفة كيف ستختلف الأسعار بمرور الوقت، ويستخدمها رجال الأعمال أيضًا لنمذجة الأسواق، كما هو الحال لمعرفة كيف سيؤثر رفع سعر السلعة على مبيعاتها وأرباحهم، بالإضافة إلى ذلك يتم استخدام كثيرات الحدود في الفيزياء لوصف مسار المقذوفات وحركتها فيما بعد، ويمكن استخدام تكاملات كثيرات الحدود (مجموع كثيرات الحدود) للتعبير عن الطاقة، والجمود وفرق الجهد، على سبيل المثال لا الحصر. [1]

كثيرات الحدود في الصناعة

بالنسبة للأشخاص الذين يعملون في الصناعات التي تتعامل مع الظواهر الفيزيائية أو حالات النمذجة للمستقبل، فإن دوال الكثيرات الحدود في حياتنا في متناول اليد كل يوم، ويشمل ذلك الجميع من المهندسين إلى رجال الأعمال، أما بالنسبة للبقية منا فهي أقل وضوحًا ولكن ما زلنا نستخدمها على الأرجح للتنبؤ بكيفية تأثير عامل واحد في حياتنا على عامل آخر – حتى دون إدراك. [1]

إن المعادلة دوال الكثيرات الحدود في حياتنا الأكثر استخدامًا هي الخط المستقيم، إذ يتم استخدامه طوال الوقت، لننتقل إلى كثيرات الحدود التربيعية وهي بصيغة y = ax2 + bx + cy = ax2 + bx + c

حيث a و b و c هي ثوابت حقيقية، وستفاجأ بعدد التطبيقات التي تستخدم معادلات تربيعية، فمثلاً عند رمي كرة في الهواء فإن القوس الذي يتبعه هو منحى قطع مكافئ، ويمكن تمثيل القطع المكافئ بواسطة معادلة تربيعية، وهنا القطع المكافئ المقلوب. [1]

تجاهل الأجزاء الموجودة أسفل المحور س إذا كنت تقف عند أقصى نقطة يسرى، ورميت الكرة بزاوية ما، فسيتم تحقيق أقصى ارتفاع عند النقطة العليا للمنحنى، سيصطدم بالأرض في أقصى نقطة يمينًا، إذا كنت تعرف سرعة وزاوية الكرة عندما تركت يدك، يمكنك حساب الحد الأقصى للارتفاع، والوقت الذي تستغرقه الكرة للوصول إلى هذا الارتفاع، والوقت الذي تستغرقه لضرب الأرض، والسرعة في أي نقطة، كما يمكنك أن تتخيل كم يستخدم الجيش هذا في أنظمة الاستهداف الخاصة بهم. [1]

استخدام كثيرات الحدود في الطب

يستخدم مساعدي التمريض والطب النفسي والصحة المنزلية كثيرات الحدود لتحديد الجداول الزمنية والاحتفاظ بسجلات لتقدم المريض. يحتاج الأشخاص الذين يبحثون عن عمل في هذه المجالات إلى خلفية رياضية شديدة باستخدام الحسابات متعددة الحدود، كما يمكن معرفة وزن المريض من خلالها . [2]

وظائف كثيرة الحدود في الحياة الحقيقية

تستخدم الإلكترونيات العديد من دوال كثيرات الحدود في حياتنا، حيث تعريف المقاومة من خلال المعادلة V = IR ، هو متعدد الحدود يربط المقاومة من المقاوم إلى التيار من خلاله والانخفاض المحتمل عبره، يمكن أيضًا استخدام كثيرات الحدود لنمذجة مواقف مختلفة، كما هو الحال في سوق الأسهم لمعرفة كيف ستختلف الأسعار بمرور الوقت. [2]

على الرغم من أن الكثير منا لا يدرك أهمية دوال كثيرات الحدود في حياتنا، فإن الناس في جميع أنواع المهن يستخدمون كثيرات الحدود كل يوم، وأكثرهم وضوحًا هم علماء الرياضيات، ولكن يمكن أيضًا استخدامها في مجالات تتراوح من البناء إلى الأرصاد الجوية، وعلى الرغم من أن كثيرات الحدود تقدم معلومات محدودة؛ إلا أنه يمكن استخدامها في تحليل أكثر تعقيدًا لاسترداد المزيد من البيانات. [2]

دوال كثيرات الحدود في الرياضيات والعلوم

تظهر كثيرات الحدود في مجموعة واسعة من مجالات الرياضيات والعلوم، فعلى سبيل المثال، يتم استخدامها لتشكيل معادلات كثيرة الحدود، والتي ترمز إلى مجموعة واسعة من مشاكل الكلمات الأولية إلى المشاكل المعقدة في العلوم؛ حيث يتم استخدامها لتحديد وظائف كثيرة الحدود.

والتي تظهر في إعدادات تتراوح من الكيمياء الأساسية والفيزياء إلى الاقتصاد والعلوم الاجتماعية؛ إذ يتم استخدامها في حساب التفاضل والتكامل والتحليل العددي لتقريب الوظائف الأخرى، في الرياضيات المتقدمة، وتستخدم كثيرات الحدود لبناء حلقات كثيرة الحدود وأصناف جبرية، ومفاهيم مركزية في الجبر. [2].

تتناسب كثيرات الحدود مع نقاط البيانات في كل من الانحدار والاستيفاء، وعند الانحدار يتناسب عدد كبير من نقاط البيانات مع دالة، وعادة ما يكون الخط: y = mx + b، وقد تحتوي المعادلة على أكثر من “x” (أكثر من متغير تابع واحد) وهو الذي يسمى الانحدار الخطي المتعدد. [2]

وكثيرًا ما تأتي كثيرات الحدود في الكيمياء، إذ يمكن عادة كتابة معادلات الغاز المتعلقة بالمعلمات التشخيصية على أنها كثيرات الحدود، مثل قانون الغاز المثالي: PV = nRT (حيث n هو عدد الخلد و R هو ثابت التناسب).

دوال كثيرات الحدود في البنوك

يستخدم خدمة العملاء في البنوك دوال الكثيرات الحدود في حياتنا لقديرالقيمة الحالية في حسابات القروض وتقييم الشركة، وهي تنطوي على كثيرات الحدود التي تدعم تراكم الفائدة من المعاملات السائلة المستقبلية، بهدف إيجاد قيمة سائلة مكافئة (حالية أو نقدية أو في يد). ولحسن الحظ، يمكن إعادة كتابة العديد من الدفعات في شكل بسيط، وإذا كان جدول الدفع منتظمًا يمكن عادةً كتابة الحسابات الضريبية والاقتصادية على أنها كثيرات الحدود أيضًا. [2]

ما هي تطبيقات الحياة الحقيقية لكثيرات الحدود

تعد معادلة القطع المكافئ هي  y = 18×2أكبر تمثيل لتطبيقات الدوال الكثيرة الحدود في الحياة من خلال المثال القادم.

ويتم استخدام المرايا المكافئة على الأشياء المتقاربة لنفس السبب، ويتم الإشارة إلى منطقة من السماء بدلاً من الميكروفون في البؤرة، حيث يتم وضع شكل لوحة فوتوغرافية رقمية هناك، ويتم إرسال كل الضوء الذي يضرب القطع المكافئ إلى نقطة التركيز ، حتى تتمكن من رؤية النجوم والمجرات التي لا يمكنك رؤيتها بعينيك. [3]

حتى أن التلسكوبات الحديثة ستقوم بتتبع التلسكوب منطقة من السماء، والتي تتحرك لضبط دوران الأرض، لذلك لا تلتقط اللوحة الفوتوغرافية الكثير من الضوء فقط بسبب حجم المرآة، ولكن أيضًا لأنها تظل مركزة على منطقة من السماء لساعات. [3]

إليك معلومات مثيرة للاهتمام من خلال بحث عن كثيرات الحدود ودوالها، فإذا تمسكت أنت وصديقك بنهايات حبل ما، يبدو أن شكل الحبل هو قطع مكافئ، للأسف لا يعد شكل الحبل بإنه قطع مكافئ، ولا هو أي متعدد الحدود على الإطلاق، هذه السلسلة المعلقة قريبة جدًا من شكل القطع المكافئ. لكن شكله يسمى سلسال، صيغته مخيفة إلى حد ما:

y = a (exa + e − xa) 2

ولا يمكن أن يكون كل شخصية قطع مكافئ، ولكن إذا سمحت لي الفرصة لإنشاء كون خاص بي، فسيكون كل شكل قطعة مكافأة. [3]

وبذلك تعد استخدام دوال كثيرات الحدود في حياتنا في الرياضيات هي الأكثر، فكثير الحدود هو تعبير يتكون من المتغيرات والمعاملات، التي تنطوي فقط على عمليات الجمع والطرح والضرب، والأسس الصحيحة غير السالبة؛ ومثال على كثيرات الحدود لمتغير واحد ، x ، هو x2 – 4x + 7 ، وهو متعدد الحدود التربيعي. [2]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق