高校数学の一番の難関、微分・積分
その使い道について書きたいと思います。
微分・積分を作ったのはニュートン
微分・積分の使い道は
物体の運動を計算すること
です。
と言うのも微分・積分を作ったのは
有名な物理学者、ニュートンなのです。
ニュートンは物理に加えて数学にも精通していて、
物体の運動を方程式で表すことに成功しました。
それが物理の授業で習う運動方程式
です。(F:力、m:質量、a:加速度)
実はこれは高校生向けに簡略化された物で、
ニュートンが作った元々の方程式は
の様に微分を使って書かれています。(vは速度)
この式はmを定数とした時
と速度の時間微分は加速度
であることを利用して簡略化できるので、
こちらを学校教育では
高校生に教えることになってます。
水や空気みたいに流動性があって、
力を受けてる質量が変化してしまう
(mを定数として見れない)と
この簡略化は成り立たなくなってしまいます。
高校で習う運動方程式はあくまでも入門編なのです。
微分のおかげで運動方程式を作ることができ、
また運動方程式のおかげで
物体の運動、特に重力、波動など
の物理現象を計算可能になりました。
積分は微分と対の関係
(足し算にとっての引き算、掛け算にとっての割り算、の様な存在)
なので、計算上の都合で微分と一緒に発達しました。
まとめ
微分・積分は物体の運動を計算するため、
物理学者ニュートンが発明した物です。
現代の科学技術を支える大事な理論
なので学校で必修になってます。