Matematiikan haara nimeltä calculus on peräisin universumin fyysisten perusominaisuuksien, kuten planeettojen ja molekyylien liikkeen, kuvaamisesta. Laskenta lähestyy liikkeessä olevien kohteiden polkuja käyrinä tai funktioina ja määrittää sitten näiden funktioiden arvon niiden muutosnopeuden, alueen tai tilavuuden laskemiseksi. 18 -luvulla Sir Isaac Newton ja Gottfried Leibniz kuvaavat samanaikaisesti, mutta kuitenkin erikseen, laskelmia fysiikan ongelmien ratkaisemiseksi. Laskennan kaksi osastoa, differentiaali ja integraali, voivat ratkaista ongelmia, kuten liikkuvan kohteen nopeus tiettynä ajankohtana tai monimutkaisen kohteen, kuten lampunvarjostimen, pinta -ala.
Kaikki laskelmat perustuvat perusperiaatteeseen, jonka mukaan tarkan vastauksen löytämiseen voi aina käyttää likimääräisiä parannustarkkuuksia. Voit esimerkiksi lähentää käyrää useilla suorilla viivoilla: mitä lyhyemmät viivat, sitä lähempänä ne muistuttavat käyrää. Voit myös arvioida pallomaisen kiinteän aineen sarjan kuutioina, jotka pienenevät ja pienenevät jokaisen iteroinnin yhteydessä ja sopivat pallon sisään. Laskennan avulla voit määrittää, että likimääräiset arvot pyrkivät kohti tarkkaa lopputulosta, jota kutsutaan rajaksi, kunnes olet kuvaillut ja toistanut käyrän, pinnan tai kiinteän kohdan tarkasti.
Differentiaalilaskenta kuvaa menetelmiä, joilla funktion perusteella voit löytää siihen liittyvän muutosnopeusfunktion, jota kutsutaan “johdannaiseksi”. Toiminnon on kuvattava jatkuvasti muuttuva järjestelmä, kuten lämpötilan vaihtelu vuorokauden aikana tai planeetan nopeus tähden ympäri yhden kierroksen aikana. Näiden toimintojen johdannainen antaisi sinulle nopeuden, jonka lämpötila muuttui ja planeetan kiihtyvyys.
Integraalilaskenta on kuin differentiaalilaskennan vastakohta. Kun otetaan huomioon järjestelmän muutosnopeus, löydät annetut arvot, jotka kuvaavat järjestelmän tuloa. Toisin sanoen, kun otetaan huomioon derivaatta, kuten kiihtyvyys, voit käyttää integraatiota löytääksesi alkuperäisen funktion, kuten nopeuden. Integraation avulla voit myös laskea arvoja, kuten käyrän alla olevan alueen, pinta -alan tai kiinteän aineen tilavuuden. Tämä on jälleen mahdollista, koska aloitat lähentämällä alueen suorakulmioilla ja tarkennat arvaustasi tarkemmin tutkimalla rajaa. Raja tai luku, jota kohti likimääräiset suuntaukset osoittavat, antaa sinulle tarkan pinta -alan.