Компания ALT Linux
Опубликован: 24.03.2015 | Доступ: свободный | Студентов: 450 / 67 | Длительность: 19:00:00
Лекция 2:

Основы Maxima

2.1 Структура Maxima

Пакет Maxima состоит из интерпретатора макроязыка, написанного на Lisp, и нескольких поколений пакетов расширений, написанных на макроязыке пакета или непосредственно на Lisp. Maxima позволяет решать достаточно широкий круг задач, относящихся к различным разделам математики.

2.1.1 Области математики, поддерживаемые в Maxima

  • Операции с полиномами (манипуляция рациональными и степенными выражениями, вычисление корней и т.п.)
  • Вычисления с элементарными функциями, в том числе с логарифмами, экспоненциальными функциями, тригонометрическими функциями
  • Вычисления со специальными функциями, в т.ч. эллиптическими функциями и интегралами
  • Вычисление пределов и производных
  • Аналитическое вычисление определённых и неопределённых интегралов
  • Решение интегральных уравнений
  • Решение алгебраических уравнений и их систем
  • Операции со степенными рядами и рядами Фурье
  • Операции с матрицами и списками, большая библиотека функций для решения задач линейной алгебры
  • Операции с тензорами
  • Теория чисел, теория групп, абстрактная алгебра

Перечень дополнительных пакетов для Maxima, которые необходимо загружать перед использованием, существенно расширяющих её возможности и круг решаемых задач, приведён в приложении 1.

2.2 Достоинства программы

Основными преимуществами программы Maxima являются:

  • возможность свободного использования (Maxima относится к классу свободных программ и распространяется на основе лицензии GNU);
  • возможность функционирования под управлением различных ОС (в частности Linux и Windows™ );
  • размер программы (дистрибутив занимает порядка 23 мегабайт, в установленном виде со всеми расширениями потребуется около 80 мегабайт);
  • широкий класс решаемых задач;
  • возможность работы как в консольной версии программы, так и с использованием одного из графических интерфейсов (xMaxima, wxMaxima или как плагин (plug-in) к редактору TexMacs);
  • расширение wxMaxima (входящее в комплект поставки) предоставляет пользователю удобный и понятный интерфейс, избавляет от необходимости изучать особенности ввода команд для решения типовых задач;
  • интерфейс программы на русском языке;
  • наличие справки и инструкций по работе с программой (русскоязычной версии справки нет, но в сети Интернет присутствует большое количество статей с примерами использования Maxima);

2.3 Установка и запуск программы

Скачать последнюю версию программы можно с её сайта в сети Интернет: http://maxima.sourceforge.net/. Русская локализация сайта: http://maxima.sourceforge.net/ru/.

Система компьютерной алгебры Maxima присутствует в большинстве дистрибутивов, однако зачастую в списке дополнительных программ, которые можно скачать в Интернете в версии для данного дистрибутива. Примеры и расчёты в данной книге выполнены с использованием дистрибутива Alt Linux 4.1 Desktop1Некоторые примеры проверялись в более поздней версии Maxima 5.26.0..

2.4 Интерфейс wxMaxima

Для удобства работы сразу обратимся к графическому интерфейсу wxMaxima, т. к. он является наиболее дружественным для начинающих пользователей системы.

Достоинствами wxMaxima являются:

  • возможность графического вывода формул (см. иллюстрации ниже)
  • упрощённый ввод наиболее часто используемых функций (через диалоговые окна), а не набор команд, как в классической Maxima.
  • разделение окна ввода данных и области вывода результатов (в классической Maxima эти области объединены, и ввод команд происходит в единой рабочей области с полученными результатами).

Рассмотрим рабочее окно программы. Сверху вниз располагаются: текстовое меню программы — доступ к основным функциям и настройкам программы. В текстовом меню wxMaxima находятся функции для решения большого количества типовых математических задач, разделённые по группам: уравнения, алгебра, анализ, упростить, графики, численные вычисления. Ввод команд через диалоговые окна упрощает работу с программой для новичков.

При использовании интерфейса wxMaxima, Вы можете выделить в окне вывода результатов необходимую формулу и вызвав контекстное меню правой кнопкой мыши скопировать любую формулу в текстовом виде, в формате \TeX или в виде графического изображения, для последующей вставки в какой-либо документ.

Также в контекстном меню, при выборе результата вычисления, Вам будет предложен ряд операций с выбранным выражением (например, упрощение, раскрытие скобок, интегрирование, дифференцирование и др.).

Жания Аманжолова
Жания Аманжолова
Казахстан, Караганды, КарГУ им.Е.А. Букетова
Маргарита Корчуганова
Маргарита Корчуганова
Россия, Кемерово