數學在各領域中的應用分析與研究

張楠

摘 要：本文主要以數學在各領域中的應用分析與研究為重點進行闡述，從在工業機械制造領域的應用、在天文學領域的應用、在農業領域的應用、在美術領域的應用、在計算機領域的應用、在建筑領域的應用這幾方面進行深入探索與研究，其目的在于探究數學在各領域中的應用效率。

關鍵詞：數學; 工業機械制造; 天文學; 美術; 計算機; 建筑; 農業; 應用

中圖分類號：G633.6 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2019）02-012-001

對于社會長遠發展來講，加強數學在各領域中的應用十分重要，其不但能夠提高社會公眾生活質量，還能提高我國核心競爭力。為此，相關人員需給予數學在各領域中的應用高度重視，通過科學手段，促使其存在的價值與效用充分發揮，為我國現代社會持續穩定發展做鋪墊。本文主要研究數學在各領域中的應用，具體如下。

1.應用于機械制造領域

我國工業發展的中心是機械，在工業快速發展的背景下，機械設計與改造中運用了諸多數學知識。機械圖的設計從本質上看是一種數學應用，機械力學發展過程需要使用諸多數學知識。如車床零構件加工時會應用到圓的周長運算，使用圓周長運算方式可以有效獲取切削運動速度。工件轉速同外圓周長相乘便是總時間。機械制造業的學生在操作車床時通過知識學習了解了工件固定在車床上以后，加工運動是旋轉的，而其旋轉一周的軌跡便是圓。為此機械工作在運算時不能避免的會牽涉到圓周長運算。另外，零構件切削計算也需要使用圓周長運算公式，這足以證明數學在機械制造領域的重要性[1]。

2.應用于建筑領域

房屋建設同數學學科有莫大聯系，在社會不斷發展的背景下，住房問題成為了當前有關部門亟待解決的問題。但從社會發展的具體情況看，住房存在的主要問題就是分配不均的問題，具體表現在有的人沒有房子住，而有的人有很多套房子是空著的?；诖?，如何科學運用土地成為有關部門亟需解決的問題。除了住房分配問題，還有房屋建筑問題，其中最典型的便是系統工程建設問題，而上述這些都需要依靠數學知識來解決[2]。

3.應用于天文學領域

陽歷主要以地球圍繞太陽為主，周期為年。地球圍繞太陽公轉1圈，需要時間為365天5時58分56秒（太陽年），或365天6時9分10秒（恒星年），即大約的一年。一直以四年為一閏計算天數，累積條件下的天數會產生一些問題，并且此種計算方式相對較繁雜。在數學學科不斷優化的背景下，天文學領域的計算問題得到了有效解決。比如陰歷計算方法為農歷大月是三十天，小月則是二十九天。但其實月球圍繞地球轉動一周的時間為29.5306天。此種計算方式比較復雜，而在時間計算上應用數學能夠有效優化天文領域計算問題，讓時間歷法更加優化。

4.應用于計算機領域

計算機領域內的編程同語言學和數學息息相關，其中前者主要是幫助人掌握語言體系與基本發展規律，而后者則是一種探索空間形態與數量關系的學科，在數學邏輯思維的基礎上，可以幫助人們更加深入的分析語言學，提高語言分析的真實性與可觀性。在使用計算機進行語言編程時，不管是計算機的信息檢索、信息處理，還是人工智能以及翻譯，都需要應用到數學語言。在計算機領域中數學語言的利用具體分為四個語言體系，其中包含模糊語言、統計語言學、計算機語言學以及代數語言學。在現代社會不斷發展的背景下，多種信息收集與使用皆需要文字處理，使用計算機的主要目的在于實現文字數字化處理[3]。

5.應用于農業領域

農作物的健康發育與生長離不開周圍環境的影響，在對農作物生長周期計算時還會牽涉到很多問題，比如非線性、多元化以及非正態性問題，為了加強這些數學的真實性與完整性，需要有關人員利用行之有效的計算統計分析手段?；诖?，為了給農業發展提供真實且準確的數據，數學的推斷方法和實驗統計分析被相關人員廣泛使用到現代農業發展之中，如使用微積分幾何分析法對農業生產的非線性問題進行處理，使用數論方法對農作物的生產情況進行檢驗等。

6.應用于美術領域

在美術領域內利用數學的典型代表為黃金分割線。在中世紀末，黃金分割線由東方正式引入歐洲，被西方學者賦予了不同的稱呼。如在美國旗幟與歐盟旗幟的美術設計充分展現了數學學科中的黃金分割線這一內容。通過合理運用黃金分割線，讓五角星各線段長滿足有關要求。此外，在我國實際生活中諸多物品的美術設計也都切實展示了黃金分割線的合理應用。例如電視屏幕的畫面安排與模特身材比例都切實運用了數學學科中的黃金分割線，加強了藝術審美效果[4]。

數學學科的射影幾何學在國外美術史上有著至關重要的作用，主要是把視線點放到相對靜止的點上，通過該點引出豎直軸線或是水平軸線，在該前提下將三維幾何的概念引出來，提高畫面整體的立體性。射影幾何學在《圣母領報圖》內得到了充分體現，讓一些畫面更加形象生動，并且人物整體也更加立體。當下有很多街頭藝術家開始創作創意繪畫，尤其是美國藝術家比較重視各類風景圖創造。在對風景圖進行創作時若是全面運用射影幾何學，能夠讓藝術畫作的活力與生機上升到新高度。

綜上所述，數學作為一種不可或缺的工具，在現代化社會持續發展下，數學應用到了各個領域，為社會公眾生活與發展帶來了重要作用，另外，數學還有助于提升人們的思維能力、邏輯能力，是當前有關人員需高度重視的學科。

參考文獻：

[1]劉睿.數學在各領域中的應用分析與研究[J]科學大眾（科學教育），2018（02）：23

[2]李玲.高等數學在不同學科領域中的應用[J]四川文理學院學報，2011，21（02）：149-151

[3]林洪偉.大學數學在其他學科領域中的應用[J]改革與開放，2016（24）：101-102

[4]高逸人.組合數學在軟件工程領域中的應用研究[J]科技與創新，2017（23）：143-144