Questo è scritto dal punto di vista di qualcuno che ottiene un dottorato in ingegneria meccanica. Il mio background in matematica è in qualche modo paragonabile (ma decisamente inferiore) a quello degli studenti di dottorato in un programma di matematica applicata.
Come altri hanno indicato, la risposta a questa domanda dipende molto dal lavoro dell'ingegnere particolare. In molti casi, la matematica avanzata è davvero inutile. Un ingegnere civile ha citato il lavoro basato sul codice come esempio .
Come studente di dottorato che lavora in fluidodinamica computazionale, ho bisogno di una comprensione ragionevolmente solida di tutto attraverso le PDE. La matematica è uno strumento che uso per risolvere i problemi, proprio come uno sperimentatore potrebbe considerare un termometro uno strumento. Sviluppo modelli matematici (solitamente risolti dai computer) per l'utilizzo da parte mia e di altri ingegneri.
Argomenti trattati nella mia formazione universitaria in matematica che trovo utili nel mio lavoro:
calcolo integrale, differenziale e vettoriale (praticamente tutto, anche se ammetto di aver usato i moltiplicatori di Lagrange solo una o due volte da quando ero studente)
probabilità e statistica (la classe che ho avuto è stata piuttosto attenuata, tuttavia)
equazioni differenziali (sia ordinarie che parziali)
Ho anche seguito un corso di analisi complesso universitario che ho trovato affascinante, anche se devo ammettere di non aver usato quasi nulla da allora. Alcuni dei corsi di laurea in matematica che ho seguito e che ho trovato utili includono l'analisi asintotica, la probabilità teorica della misura (non tanto per la teoria della misura, direttamente, ma per pensare più attentamente) e PDE numerici.
Il mio background di equazioni differenziali di undergrad era abbastanza carente, comunque. La classe ODE di base deve essere difficile da insegnare, perché (approssimativamente) il 75% degli studenti non ha bisogno di sapere molto sugli ODE e l'altro 25% deve conoscere bene l'argomento. (Potrei scrivere molto di più su questo argomento, in particolare, quali aree ritengo carenti.)
Voglio andare un po 'tangente per affrontare un argomento correlato. Ci sono un gran numero di ingegneri che credono che la matematica avanzata sia più inutile per loro di quanto non sia in realtà, e spesso sono piuttosto vocali al riguardo. Alcuni ingegneri sembrano fare di tutto per evitare di usare qualsiasi tipo di matematica [1] , anche se sarebbe utile. Una società che ha cercato di reclutare persone del mio gruppo di ricerca si vantavache non fanno matematica, come se ciò ci attirasse. Ad essere sinceri, sono diventati uno scherzo interiore. Gran parte del loro lavoro si basa sul codice e, sebbene i codici tendano ad essere conservativi, non sono sempre corretti o utili in ogni caso. Quando qualcuno deve esprimere un "giudizio ingegneristico", spero che il giudizio si basi su un modello matematico basato sull'evidenza e non sulla speculazione. (Non sono sicuro del perché questa opinione sull'utilità della matematica avanzata esista, ma penso che provenga in parte dalla difficoltà della matematica e anche dall'ignoranza.)
Gli ingegneri che non usano la matematica avanzata dovrebbero almeno essere consapevoli delle potenziali insidie dell'uso cieco di software di ingegneria basato sulla matematica avanzata. Molti ingegneri si fidano del software come se il suo risultato fosse infallibile. Sono finanziato da un'agenzia governativa che produce un software di simulazione (e aiuto a sviluppare il software) e ricordo che uno dei loro ingegneri è gravemente infastidito dagli utenti che affermano di aver scoperto una nuova fisica: temperature più alte della temperatura adiabatica della fiamma (la più alta temperatura possibile in combustione a causa della prima legge). Quello che è realmente accaduto è che il software di simulazione non ha utilizzato un " TVD"e gli sviluppatori hanno ipotizzato (forse implicitamente) che le persone che utilizzano il software riconoscessero quando le cose andavano male e aggiungessero ulteriore risoluzione. La mia impressione è che non volessero rendere il software infallibile perché rallenterebbe drasticamente le cose, ma apparentemente questo problema è emerso così tante volte che hanno aggiunto l'algoritmo infallibile.
Questo non significa che la matematica avanzata sia sempre necessaria. Mentre alcuni ingegneri potrebbero considerare divertente esagerare con una sofisticazione matematica, se non è necessario risolvere un problema, è probabilmente una perdita di tempo.
[1] Per inciso, lo stesso vale per la programmazione. Per una lezione insegnata dal mio advisor di MS, ha specificamente progettato un compito "impossibile" da risolvere in Excel perché ha richiesto molte volte la soluzione di grandi sistemi lineari di equazioni. Di gran lunga il modo più semplice per farlo sarebbe scrivere alcune dozzine di righe di codice. Ha richiesto alle persone di inserire il proprio codice per ricevere credito. Ha ancora ricevuto fogli di calcolo! Apparentemente puoi farlo in Excel, ma devi digitare manualmente la matrice! Sicuramente non facile o divertente quando hai bisogno di una matrice 500x500.