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EMCM数学知识:学习过程中常用的绘图软件和工具

发表时间:2020-06-21 10:02

  EMCM数学知识大名鼎鼎的几何画板sketchpad是非常出色的教学软件,EMCM数学知识觉得不仅能用于数学教学,还适合物理的教学。EMCM数学知识几何画板从一开始就立足于平面几何的教学,多数的功能是基于尺规作图完成,当然也可以复制粘贴的数学表达式进行计算和作图的功能。该软件的优点有:

  超级画板是由中国科学院院士张景中教授领导的团队研发,是一款专门针对我国基础教育、知识性和智能型结合、多功能的教育工具软件。超级画板主要适用于平面几何、代数运算、解析几何、函数图像、概率统计、立体几何、算法编程等领域,在动态几何构图、动态图形变换、利用函数或方程绘制曲线、随机实验模拟系统、平面几何推理与证明、程序边界环境和数学资源开发方面较为常用。

  GeoGebra是一款免费开源的、功能强大的动态数学软件,多次获得欧美的教育软件大奖。可以画点、线、多边形、向量、圆锥曲线等几何图形,也可以画函数图像,有强大的命令和函数功能。完成的几何图案可以导出为png、svg等图片格式,也可以得到动态的效果图。如果数学javascript语言,还可以添加丰富的效果。这是一个非常适合广大的数学教师等工作者的教辅软件,只是国内用户相比几何画板和超级画板要少得多。相比几何画板几何图形的动态效果,GeoGebra融合了代数与几何两大学科,做到了图形与代数方程的同步变化,实现了真正的动态演示。

  MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。Mathematica是一款科学计算软件,很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统、和与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位。Mathematica的发布标志着现代科技计算的开始。Mathematica的用户群中最主要的是科技工作者和其它专业人士。但是,Mathematica还被广泛地用于教学中。数学中的许多计算是非常繁琐的,特别是函数的作图费时又费力,而且所画的图形很不规范,所以现在流行用Mathematica符号计算系统进行学习,从高中到研究生院的数以百计的课程都使用它,很多问题便迎刃而解。此外,随着学生版的出现,Mathematica已经在全世界的学生中流行起来,成为了一个著名的工具。Maple是目前世界上最为通用的数学和工程计算软件之一,在数学和科学领域享有盛誉,有“数学家的软件”之称。Maple 在全球拥有数百万用户,被广泛地应用于科学、工程和教育等领域,用户渗透超过96%的世界主要高校和研究所,超过81%的世界财富五百强企业。

  Maple系统内置高级技术解决建模和仿真中的数学问题,包括世界上最强大的符号计算、无限精度数值计算、创新的互联网连接、强大的4GL语言等,内置超过5000个计算命令,数学和分析功能覆盖几乎所有的数学分支,如微积分、微分方程、特殊函数、线性代数、图像声音处理、统计、动力系统等。

  LaTeX是一种基于TEX的排版系统,专门为快速生成具有复杂图表和数学公式的高品质印刷品。Tikz作为LaTex原生支持的包,可向科技类或数学类文档中添加插图。因此如果是用于科学或数学类数集论文的排版,强烈建议使用Tikz。用TikZ可以完美的画出二维图、三维图、流程图、示意图。只是学习曲线较陡峭,对新手不友好,是需要花一些时间的。

  python的第三方库非常的丰富,如果是用于数据可视化或者函数曲线D平面上,建议使用matplotlib;而如果是3D效果图,可使用mayavi2。

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