On Mathematical Maturity by Thomas Garrity
Thế giới quanh ta có thể được mô tả một cách đơn giản thông qua những con số và mối quan hệ giữa chúng. Những mối quan hệ này được gọi là hàm số. Một hàm số thể hiện một quy tắc cụ thể mà mỗi giá trị đầu vào (x) tương ứng với một giá trị đầu ra (y) duy nhất. Có thể xem hàm số như những bức tranh trừu tượng, tạo nên khung cảnh toán học để mô tả sự biến đổi, quan hệ và phụ thuộc giữa các yếu tố. Nó cũng có thể được sử dụng để miêu tả các hiện tượng trong thế giới thực.
Hãy thử tưởng tượng, chúng ta có một hàm số mô tả tốc độ thay đổi của nhiệt độ theo thời gian - đó chính là một cách để mô tả sự biến đổi của khí hậu hoặc có thể đơn giản là mô tả sự sôi lên của nước.Và một hàm số mô tả sự thay đổi của giá cả của một loại sản phẩm hàng ngày - đó sẽ là một cách để mô tả sự biến đổi của thị trường.
Trong lĩnh vực khoa học, hàm số thường được sử dụng để mô tả các định luật vật lý. Ví dụ, định luật bảo toàn năng lượng có thể được mô tả bằng một hệ phương trình hàm, trong đó mỗi phương trình biểu diễn một dạng năng lượng cụ thể và tổng các dạng năng lượng này phải bằng nhau. Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton cũng có thể được mô tả bằng một hàm số, trong đó lực hấp dẫn giữa hai vật thể được tính toán dựa trên khối lượng và khoảng cách giữa chúng.
The function describing Newton's Law of Universal Gravitation.
The function describing Newton's Law of Universal Gravitation.
Hàm số, với tính linh hoạt và khả năng biểu diễn mối quan hệ giữa các biến số, nó được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực kinh doanh. Thông qua việc mô phỏng, dự đoán và tối ưu hóa các tình huống thực tế, hàm số đã trở thành một công cụ mạnh mẽ giúp quản lý và ra quyết định trong môi trường kinh doanh phức tạp.
Giả sử một công ty sản xuất điện thoại di động. Họ cần xác định số lượng điện thoại cần sản xuất hàng tháng để đảm bảo cung ứng đủ cho nhu cầu thị trường và tránh thừa sản phẩm. Công ty có thể sử dụng những hàm số cần thiết để biểu diễn mối quan hệ giữa số lượng sản phẩm, giá bán và chi phí sản xuất.
Demand, Supply, Production and Cost Function
Demand, Supply, Production and Cost Function
Bằng cách tối ưu hóa những hàm số này, công ty có thể xác định mức sản xuất tối ưu để đạt được lợi nhuận cao nhất.
Không chỉ dừng lại ở các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và kinh doanh, mà còn xâm nhập sâu vào thế giới nghệ thuật, kiến trúc...
Tưởng chừng như trong lĩnh vực nghệ thuật, nơi mà tâm hồn và cảm xúc thăng hoa hơn là những con số khô khan, sẽ không có sự hiện diện của toán học. Tuy nhiên, thực tế lại cho ta thấy mối liên kết không ngờ tới giữa hai thế giới này. Trong nghệ thuật, hàm số không chỉ là một công cụ hữu ích mà còn là một nguồn cảm hứng vô tận cho sự sáng tạo. Nó là cầu nối giữa thế giới toán học trừu tượng và thế giới nghệ thuật đầy màu sắc và cảm xúc. Thật kỳ diệu khi ta nhận ra rằng một biểu đồ số liệu hay một phương trình có thể được chuyển hóa thành những tác phẩm tưởng tượng đầy cảm xúc tinh tế và có thể tương tác.
Ví dụ cụ thể có thể thấy như trong tác phẩm "Starry Night" của danh họa Vincent van Gogh. Bức tranh này không chỉ là một bức tranh đẹp về một cảnh đêm sao bình thường. Nó là một tác phẩm thể hiện sự biến đổi của ánh sáng và cảm xúc thông qua việc sử dụng những đường cong xoắn ốc đầy tinh tế. Hãy nhìn vào những vòng xoắn li ti, chúng ta có thể cảm nhận được sự chuyển đổi của ánh sáng và màu sắc, nhưng đồng thời cũng bắt gặp được những cảm xúc phức tạp mà tác giả muốn truyền đạt. Các đường nét này không những chỉ thể hiện sự biến đổi của thế giới ngoài kia mà còn thể hiện tâm trạng và cảm xúc của chính người sáng tạo.
Van Gogh - Starry Night
Van Gogh - Starry Night
Ở một ví dụ khác có thể nói đến đó là khái niệm "tỉ lệ vàng". Trong toán học, tỉ lệ vàng là một con số vô tỷ, thường được ký hiệu là φ (phi), và có giá trị khoảng 1.618. Điều thú vị là tỉ lệ vàng đã không những chỉ xuất hiện trong toán học mà còn trong nghệ thuật và kiến trúc từ hàng thế kỷ trước. Nó đem lại tính thẩm mỹ trong bố cục của những bức tranh, kiến trúc của các tòa nhà, và thậm chí trong thân hình con người. Tỉ lệ vàng tạo ra sự cân bằng, sự hài hòa mắt thấy và tạo nên một thứ vẻ đẹp đặc biệt mà người ta có thể cảm nhận mà không cần hiểu biết sâu về toán học.
Golden Ratio in Art
Golden Ratio in Art
Nhưng tại sao hàm số lại có khả năng mô tả thế giới một cách hiệu quả như vậy? Đó là bởi vì chúng ta sống trong một thế giới mà mọi thứ đều thay đổi và tương tác theo cách không ngừng nghỉ. Hàm số giúp chúng ta đơn giản hóa sự phức tạp này bằng cách tạo ra các mô hình và biểu thức toán học, từ đó giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cơ cấu và cơ chế đằng sau sự biến đổi này. Để hiểu rõ hơn về cách hàm số hoạt động, chúng ta cần biết về các khái niệm toán học như biến, hằng số, phương trìnhđồ thị...
Nhưng hãy nhớ, hàm số chỉ là một công cụ, một ngôn ngữ để diễn giải thế giới. Chúng ta nên biết cách đặt câu hỏi, phân tích và tương tác với các hàm số này để có được cái nhìn sâu sắc hơn về thế giới xung quanh. Hàm số không phải là "đáp án", mà là một khung cảnh cho sự khám phá và suy nghĩ. Và trong cuộc hành trình này, chúng ta càng hiểu rõ hơn về cách hàm số miêu tả thế giới. Hiểu và tương tác rồi áp dụng chúng vào các vấn đề thực tế và tạo ra những giải pháp sáng tạo giúp chúng ta thấu hiểu thế giới một cách sâu sắc hơn, từ đó tạo nên sự tiến bộ và phát triển.