積分微積分在工科類的應用

摘 要：隨著社會的不斷進步，各行各業的發展都進入新的趨勢，各種先進的理念在具體的落實中也有了進一步的體現。工科類一直都是社會發展的重要推動力，在工業不斷發展以及社會各種需求都逐漸旺盛的現實背景下，工科的發展成為社會關注的重點。積分和微積分都是較為有用的理念，也是許多工科能夠掌握的基礎理念，但是在具體應用過程中仍舊有許多的應用方式，面臨的問題也有一定的區別，文章就當下的積分微積分在工科中的應用進行分析和討論，得出應用較為有效的措施。

關鍵詞：積分微積分；工科應用；現狀

一、 前言

許多人在理解積分微積分時，都較為簡單的看作一種數學理念，但是在實際應用過程中，許多先進的操作都是以積分微積分作為理論基礎。為了進一步促進社會的發展，各種推動的措施也有了更多的國家政策支持和社會支持，研究和發展力度也進一步加深。學習了積分微積分之后，在實際應用過程中，仍舊存在一定的差別，理論與實際之間，仍舊有跨越難度較大的鴻溝。研究和關注的重點便是如何更好的去理解和運用相關理論，如何更好的促進相關行業的發展。

二、 積分微積分在工科類應用的背景

微積分起源于古代，在較早年代開始，便由古希臘的阿基米德在研究和解決拋物弓形的面積等問題時發現并提出。古代的文化典籍中也有相關的積累，雖然是較為樸素、典型的理念，但是也奠定了一定的思想和理論基礎。到了十七世紀時候，許多問題都更趨向于用先進的方式允以解決，許多大自然的現象也更加能夠用科學的理論去解密。許多著名的數學家、天文學家和物理學家等都為了解決這幾種問題做了大量的研究。微積分也是在這種環境中進一步完善和發展，并做出了積極的貢獻。許多關于微積分的理論書籍先后發表，為理論的進一步完善和加強提供了較為積極的方式。在工科中的應用主要是體現在較為復雜的土木工程專業中的，在土木工程專業人才的培養計劃中，微積分就是重要的領域。專業核心課程中與土木工程相關的課程便有4門以上，幾乎所有的大學在土木工程的培養計劃中都會將積分微積分有關的內容設置在核心中。

三、 積分微積分在工科類應用的現狀

在工科中的應用也有許多不同的領域，即使是在土木工程中的應用，也有許多不同的領域，所以積分微積分的應用現狀有較大的改進，發展的潛力較大。筆者經過調查研究，主要概括為以下幾方面：

1. 建筑設計中的應用

當下的生活中，微積分的應用可以說是在不知不覺中分布各處。在建筑的設計過程中，一些較為重要的大橋和公路等，為了保證應用的長久性以及解決地勢等方面的原因，都會進一步計算后避開路面以及隧道等。很多時候現場的實際測量有較大的難度，便會在工程施工之前，制定一定的計劃書，用于詳細的工程施工的指南。可以將其中的部分階段當做直線等，用于計算總的工程量，以便達到投招標等的目的。另外，一些建筑的特殊設計也無法滿足實際測量的要求，于是便會為了達到一定的要求而運行理論的方式進行測量和計算，運用多元化的方式進行知識的求導。所以，微積分在關于長度和弧度方面的計算仍舊有較大的先進性，發揮著較為重要的作用。

2. 建筑荷載方面的應用

建筑物的荷載主要是指在恒載以及可變荷載等方面的操作。隨著人們對生活質量的關注度進一步上升，對于建筑質量的相關關注度也進一步上升，特別是房屋在預防地震等方面的積極作用，也逐漸成為人們關注的重點。房屋是由承重的結構構件等構成的，所以在工程中將這些結構構成的非結構構件的自重所引起的荷載叫做永久荷載。這種永久荷載的質量對整個建筑的質量有著重要的作用，在出現問題時進行更改和糾正的難度也較大，所以會在建設初期便進行有效的設計和安排，保證一定的質量。可變荷載便是指建筑除承受恒載之外的荷載，這種荷載會隨著作用的位置等不同而不同，也會受到一定時間的影響，所以在保證影響的各種要素的正常狀態，便有著十分重要的意義。還有的荷載類型與大自然密切相關，這些荷載的人工可影響力便十分低下。因為風的作用不規則，地震的影響也是變幻莫測的，所以在預防風荷載以及地震荷載等問題時，便可以借助積分和微積分的相關知識進行一定的預防和控制。在許多實際的應用實例中也有了較為明顯的表現。在工程項目的設計和施工中的具體求解時，微積分便是最有力的工具，相信隨著時代的不斷推進，微積分將會發揮更加重要的作用。

四、 積分微積分在工科類應用的重要性

微積分在工程應用的項目設施以及施工中發揮著舉足輕重的作用，從建筑目標的測量以及施工的工程量計算等，甚至是建筑外形的設計，都離不開積分和微積分作用的發揮。建筑物荷載的分析等也離不開微積分這一科學技術的支撐手段，而現代建筑正是因為有微積分這一技術支撐，才使得各種設計和施工更加精確和科學，使得建筑更加符合時代發展的需要，滿足人在時代發展下的不斷發展的要求。雖然理論運用于實際的過程中有一定的問題，但是也并非無法解決，可以在不斷的應用中不斷的完善和發展，更好的為社會發展提供必要的幫助。國家以及相關部門的支持手段較為進步，所以發展的阻力力度也較小。

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作者簡介：

黎順鉆，廣東省廣州市華商職業技術學院。endprint