Maxima是一款采用LISP編寫計算機代數(shù)系統(tǒng),其前身是MIT的Macsyma,具備公式推導、符號計算、數(shù)值計算等功能,可以在多個平臺上同步使用。軟件為用戶提供了純文字和圖形兩種操作界面,你可以通過Maxima軟件來進行公式推導、符號計算、數(shù)值計算等多種操作,而且還可以幫助用戶繪制各種2D和3D的圖形。
Maxima軟件簡介
Maxima一個系統(tǒng)操縱的象征和數(shù)值表達式。最高設計是一個系統(tǒng)的操縱的象征和數(shù)值表現(xiàn)形式。
多用途的CAS(計算機數(shù)學系統(tǒng))是指可以執(zhí)行一般數(shù)學問題的符號計算的軟件,當然事實上現(xiàn)在的CAS可以涵蓋非常廣泛的領域,擁有非常多的功能。
Maple就是這類商業(yè)CAS里的老大。在符號計算這個方面,Maxima是一款非常出色的跨平臺開源軟件,wxMaxima是它的一個GUI版本(同時也是目前最好的Windows版本),當然它還有很多別的前端。
目前maxima軟件擁有兩種工作界面,一個是純文字界面,其界面顯示沒有其他同類軟件那么美觀;另外一個圖形界面wxmaxima,可以更方便進行編輯,包括插入方程,生成代數(shù)矩陣,插入各種微積分,表達式化簡,繪制二維三維圖形等等。
Maxima軟件特色
1、最大值
Maxima是全功能的計算機代數(shù)系統(tǒng)(CAS)。CAS是一個程序,可以通過重新排列公式并找到解決問題的公式來解決數(shù)學問題,而不僅僅是輸出結果的數(shù)值。換句話說,Maxima 可以作為一個計算器,給出變量的數(shù)值表示,也可以提供分析解決方案。此外,它還提供了一系列不能解析解的等式或方程組的數(shù)值分析方法。
2、waxMaxima
wxMaxima是一個圖形用戶界面,提供Maxima的全部功能和靈活性。 wxMaxima為用戶提供了圖形顯示和許多功能,使Maxima更容易使用。例如,wxMaxima允許一個簡單的右鍵點擊導出任何單元格的內(nèi)容(或者,如果需要,公式的任何部分)作為文本,LaTeX或MathML規(guī)范。事實上,整個工作簿可以導出為HTML文件或LaTeX文件。wxMaxima的文檔,包括用于說明其使用方面的工作簿,可以在wxMaxima 幫助站點以及幫助菜單中進行在線。
3、水平和垂直光標
有時希望允許選擇多個單元格或只允許單元格的一部分用于導出或拖放。然而,在一個單元格的中間開始這樣的一個動作并將其結束在另一個單元格的中間幾乎肯定會導致意想不到的結果。因此,在這種情況下,waxMaxima將把選擇擴展到完整的單元格。
wxMaxima通過定義兩種類型的游標來提供拖放的靈活性。wxMaxima將在需要時自動切換:
-能夠選擇任意數(shù)量的全部單元格的水平光標。通過在兩個單元格之間移動光標或單擊兩個單元格之間的空格來激活該光標。要選擇一組相鄰單元格,請單擊頂部單元格左側(但不在三角形內(nèi))的括號中,然后拖動光標,以便突出顯示該單元格和下一單元格(或單元格范圍)。然后使用ctrl + enter 或shift + enter來執(zhí)行突出顯示的單元格。
-在單元格內(nèi)工作的垂直光標。通過使用鼠標指針或光標鍵移動單元格內(nèi)的光標來激活該光標,并且在文本編輯器中與光標非常相似。
只要光標在單元格內(nèi)部,搜索操作將會將其范圍限制在當前單元格中。
4、命令自動完成
wxMaxima包含通過菜單(單元格/完成字)觸發(fā)的自動完成功能,或者通過按下組合鍵Ctrl + k。自動完成是上下文相關的,如果在ezUnits的單位規(guī)范內(nèi)激活,它將提供適用單位的列表。除了完成當前命令或變量的名稱之外,自動完成能夠顯示大多數(shù)命令的模板,指示該程序期望的參數(shù)的類型(和含義)。要激活此功能,請按Shift + Ctrl + k或選擇相應的菜單項(單元格/顯示模板),下圖中的樣式需要下載TeXmacs。
5、內(nèi)含MAXIMA的教程
在圖形界面的wxmaxima中選擇幫助,可以直接查看官網(wǎng)或查看下載包里教程文件夾,雙擊.wxm后綴的文件則直接在MAXIMA中打開,注意,它們都是英文的。
Maxima軟件功能
1、作圖
Maxima調(diào)用外 部程序來實現(xiàn) 作圖,默認 的外部程序是Gnuplot。Gnuplot是一個 很強大的基于 命令行的函數(shù)及數(shù) 據(jù)作圖程序 ,集成了計算 、擬合、腳 本編程等功能 ,包括Maxima,Octave等在 內(nèi)的一些軟件均使用Gnuplot作為 后臺程序實現(xiàn)作 圖功能。對于那 些經(jīng)常用到數(shù)學 作圖的用戶, 我建議直接使用Gnuplot,因為它有更靈活的設置和更強大的功能。
2、特殊函數(shù)
Maxima提供有 常用的特殊函數(shù) 。這里不介紹每 個函數(shù)的具體 用法,可以參考 任何一本數(shù)理 方程教材
3、邊值問題
函數(shù)bc2(solution,xval_1,yval_1,xval_2,yval_2)用來 求解二 階微分方 程的邊 值問題 ,其中solution是ode2解得 的通 解,xval_1、yval_1xval_2和yval_2分別 為自 變量和 因變 量在第 一點和第二點的取值
4、一階或二階常微分方程通解
(eqn, dvar, ivar)函數(shù)用來解一階或者二階常 微分方程,其中eqn是待解方程,dvar是因變量,ivar是自變量。
5、對角矩陣
對于具 有相 同元 素的 對角 矩陣 ,還 有更 簡便的 輸入 方法 。diagmatrix (n, x)函數(shù)返 回一 個對 角元素 為x的n × n對 角矩 陣。單 位矩 陣 可以 用diagmatrix (n, 1)表 示 。另 外, 單位 矩 陣還 可以 通過ident (n)獲得
6、交互式輸入
使用entermatrix(m,n)函數(shù)可以 進行交互式的矩陣 輸入,Maxima將每 個元素一一讀入。 如果行列維數(shù)相同,Maxima會主動詢問 矩陣是否為對 角、對稱、反對 稱或者一般矩 陣,這樣可以 有效減少輸入次數(shù)。
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