积分微积分在工科类的应用

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  摘 要:随着社会的不断进步,各行各业的发展都进入新的趋势,各种先进的理念在具体的落实中也有了进一步的体现。工科类一直都是社会发展的重要推动力,在工业不断发展以及社会各种需求都逐渐旺盛的现实背景下,工科的发展成为社会关注的重点。积分和微積分都是较为有用的理念,也是许多工科能够掌握的基础理念,但是在具体应用过程中仍旧有许多的应用方式,面临的问题也有一定的区别,文章就当下的积分微积分在工科中的应用进行分析和讨论,得出应用较为有效的措施。
  关键词:积分微积分;工科应用;现状
  一、 前言
  许多人在理解积分微积分时,都较为简单的看作一种数学理念,但是在实际应用过程中,许多先进的操作都是以积分微积分作为理论基础。为了进一步促进社会的发展,各种推动的措施也有了更多的国家政策支持和社会支持,研究和发展力度也进一步加深。学习了积分微积分之后,在实际应用过程中,仍旧存在一定的差别,理论与实际之间,仍旧有跨越难度较大的鸿沟。研究和关注的重点便是如何更好的去理解和运用相关理论,如何更好的促进相关行业的发展。
  二、 积分微积分在工科类应用的背景
  微积分起源于古代,在较早年代开始,便由古希腊的阿基米德在研究和解决抛物弓形的面积等问题时发现并提出。古代的文化典籍中也有相关的积累,虽然是较为朴素、典型的理念,但是也奠定了一定的思想和理论基础。到了十七世纪时候,许多问题都更趋向于用先进的方式允以解决,许多大自然的现象也更加能够用科学的理论去解密。许多著名的数学家、天文学家和物理学家等都为了解决这几种问题做了大量的研究。微积分也是在这种环境中进一步完善和发展,并做出了积极的贡献。许多关于微积分的理论书籍先后发表,为理论的进一步完善和加强提供了较为积极的方式。在工科中的应用主要是体现在较为复杂的土木工程专业中的,在土木工程专业人才的培养计划中,微积分就是重要的领域。专业核心课程中与土木工程相关的课程便有4门以上,几乎所有的大学在土木工程的培养计划中都会将积分微积分有关的内容设置在核心中。
  三、 积分微积分在工科类应用的现状
  在工科中的应用也有许多不同的领域,即使是在土木工程中的应用,也有许多不同的领域,所以积分微积分的应用现状有较大的改进,发展的潜力较大。笔者经过调查研究,主要概括为以下几方面:
  1. 建筑设计中的应用
  当下的生活中,微积分的应用可以说是在不知不觉中分布各处。在建筑的设计过程中,一些较为重要的大桥和公路等,为了保证应用的长久性以及解决地势等方面的原因,都会进一步计算后避开路面以及隧道等。很多时候现场的实际测量有较大的难度,便会在工程施工之前,制定一定的计划书,用于详细的工程施工的指南。可以将其中的部分阶段当做直线等,用于计算总的工程量,以便达到投招标等的目的。另外,一些建筑的特殊设计也无法满足实际测量的要求,于是便会为了达到一定的要求而运行理论的方式进行测量和计算,运用多元化的方式进行知识的求导。所以,微积分在关于长度和弧度方面的计算仍旧有较大的先进性,发挥着较为重要的作用。
  2. 建筑荷载方面的应用
  建筑物的荷载主要是指在恒载以及可变荷载等方面的操作。随着人们对生活质量的关注度进一步上升,对于建筑质量的相关关注度也进一步上升,特别是房屋在预防地震等方面的积极作用,也逐渐成为人们关注的重点。房屋是由承重的结构构件等构成的,所以在工程中将这些结构构成的非结构构件的自重所引起的荷载叫做永久荷载。这种永久荷载的质量对整个建筑的质量有着重要的作用,在出现问题时进行更改和纠正的难度也较大,所以会在建设初期便进行有效的设计和安排,保证一定的质量。可变荷载便是指建筑除承受恒载之外的荷载,这种荷载会随着作用的位置等不同而不同,也会受到一定时间的影响,所以在保证影响的各种要素的正常状态,便有着十分重要的意义。还有的荷载类型与大自然密切相关,这些荷载的人工可影响力便十分低下。因为风的作用不规则,地震的影响也是变幻莫测的,所以在预防风荷载以及地震荷载等问题时,便可以借助积分和微积分的相关知识进行一定的预防和控制。在许多实际的应用实例中也有了较为明显的表现。在工程项目的设计和施工中的具体求解时,微积分便是最有力的工具,相信随着时代的不断推进,微积分将会发挥更加重要的作用。
  四、 积分微积分在工科类应用的重要性
  微积分在工程应用的项目设施以及施工中发挥着举足轻重的作用,从建筑目标的测量以及施工的工程量计算等,甚至是建筑外形的设计,都离不开积分和微积分作用的发挥。建筑物荷载的分析等也离不开微积分这一科学技术的支撑手段,而现代建筑正是因为有微积分这一技术支撑,才使得各种设计和施工更加精确和科学,使得建筑更加符合时代发展的需要,满足人在时代发展下的不断发展的要求。虽然理论运用于实际的过程中有一定的问题,但是也并非无法解决,可以在不断的应用中不断的完善和发展,更好的为社会发展提供必要的帮助。国家以及相关部门的支持手段较为进步,所以发展的阻力力度也较小。
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  作者简介:
  黎顺钻,广东省广州市华商职业技术学院。
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