En el contexto de las matemáticas, una fórmula es una forma de expresar una relación entre diferentes cantidades matemáticas o físicas usando símbolos que las representan.
Consideremos dos ejemplos. Primero, una fórmula puramente matemática, la de la longitud de la circunferencia de un círculo:
[matemáticas] C = 2 \ pi r [/ matemáticas]
Esta fórmula utiliza los símbolos [matemática] C [/ matemática], la longitud de la circunferencia, [matemática] \ pi [/ matemática], una constante matemática y [matemática] r [/ matemática], el radio del círculo, para expresar una relación entre las tres cantidades.
Como segundo ejemplo, escribamos una fórmula física: la famosa ecuación de Einstein de la relatividad especial:
[matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]
Esta fórmula usa los símbolos [matemática] E [/ matemática], energía, [matemática] m [/ matemática], masa y [matemática] c [/ matemática], la velocidad a la luz, para expresar una relación entre las tres cantidades físicas .
La diferencia entre las dos fórmulas es que la primera puede probarse matemáticamente , por lo que es 100% precisa. La segunda es una ley física, y por lo tanto necesita ser probada experimentalmente para establecer su precisión. (De hecho, es exacto hasta donde podemos decir).
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Las fórmulas generalmente tienen tres usos posibles:
1. Definir simplemente una matemática de cantidad física; por ejemplo, [math] i = \ sqrt {-1} [/ math] es una definición del símbolo matemático [math] i [/ math]. No necesita ser probado o probado; simplemente nos dice qué significa “[matemáticas] i [/ matemáticas]”.
2. Expresar cualitativamente una ley física o un teorema matemático utilizando símbolos abstractos. Por ejemplo, la ecuación de Einstein nos dice que la energía de una partícula en reposo es igual a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Esta es una ley física, una fórmula que nos dice algo sobre cómo funciona el universo, pero en símbolos en lugar de palabras.
3. Para hacer cálculos reales, es decir, “conectar” los números en lugar de los símbolos. Por ejemplo, en la ecuación de Einstein, si reemplazamos [matemática] m [/ matemática] con el valor numérico de la masa en reposo de una partícula, y [matemática] c [/ matemática] con el valor numérico de la velocidad de la luz, entonces podremos calcular la energía de reposo de la partícula [matemáticas] E [/ matemáticas].