Getting Started with Mathematica
原文作者 Clinton Wolfe
摘要:本文主要对Mathematica的一些入门介绍,包括一些简单的命令操作,如何进行代数计算、画简单的二维、三维图形等。
关键词:Mathematica入门; 简单命令; 代数计算;作图
介绍
什么是Mathematica?
Mathematica是做数学的计算机程序,它通常用于指令,做作业,研究和写作。数学是极其全面的,它同时适用于数字和符号方面,而且它有显着的文字处理功能,数学家可以(而且常常)搜索一种工作模式、做密集计算和写项目论文(包括复杂的图形)—所有这些都是从Mathematica内部出发的。
它的弱点包括一个有点陡峭的学习曲线,是一个不从命令而从复杂的安装过程中使用的界面。
哲学问题
Mathematica不仅仅是一个程序,它企图重新定义数学家和计算机之间的相互作用。每一个命令,功能,选项,按钮,菜单,或在数学对象在标准方面适合这一理念。从中长期看,这使得Mathematica成为一个非常容易使用的,愉快的工具。对于新用户,数学似乎不透明和令人害怕。
Mathematica是由一个数学家为其他数学家创造的。Mathematica的用户应该能够自如应对抽象,概括和发现模式。如果你觉得你不适合此软件,你可能要首先学习Maple。
如何使用本文档
该文档是为Mathematica的新用户设计的, 尽管我们确实指出了主要软件包之间的差异,但没有事先假设的数学软件经验。我们假设你熟悉你的工作系统,因此不包括点击,拖拽等。因为Mathematica相当注重视觉,因此我们假设你将使用它的计算机窗口系统(如Windows,Macintosh或X-Windows)。如果你打算使用Mathematica命令行,则最好先了解它在图形环境下的操作,然后学会在UNIX环境下利用数学软件。
我们在本文档中将使用一些惯例。
例子 |
解释 |
File -gt; Open |
从文件菜单中选择打开 |
3,Ctl-6,5 |
按住3,然后按住Ctrl键和6,然后按5 |
2 2 |
在Mathematica提示符下面输入 |
4 |
从Mathematica中输出 |
重要提示 |
|
给Maple使用者的提示 |
|
给Matlab 使用者的提示 |
哪儿去找Mathematica
Mathematica在IUB的Macintosh, SGI, and Sun计算机实验室均可下载,在IU Bookstore也有销售。
Mathematica如何开始和输出
可根据如下指示,开启Mathematica。
bull; 在命令行中输入“Mathematicaamp;”
bull;Apple 菜单-gt;Stat/Math-gt;Mathematica
如果你正在使用XP系统,你会得到字体错误流,请从知识库中去得到这些指示。 |
为了输出Mathematica,你可以
bull;选择“文件-gt;输出”
bull;输入 “停止”
指导
当你第一次启动的Mathematica,你应该会看到一个“扑通”的屏幕与Mathematica的标识以及版本和许可证信息。当程序加载后,你会看到屏幕上的几个对象。现在,我们将描述它们是什么以及它们是用来做什么的。
你不妨打开扬声器(或者如果你在一个STC环境下,打开带来的耳机)。 Mathematica使用音频线索来通知用户错误、完成计算等。 |
笔记本
一个笔记本是一连串数学陈述、输出和图形的集合。这个概念就像是在文字处理器里的这样一个“文件”。你可以输入信息和命令到笔记本窗口,输出(如果有的话)将显示在那里。
如果笔记本已被修改,因为它是最后一次保存,星号(*)将出现在标题栏中。为了节省您的工作中,选择文件 - gt;另存为或文件 - gt;保存。
如果Mathematica是准备新的输入,光标会侧身翻转(见上文)。只需开始打字输入信息。试着输入这个(不按回车键还):2 2
让Mathematica评估这个表达式,按住Shift键,然后键入回车。因为Mathematica的也是一个文字处理器,它需要知道,如果你想计算表达式,或者只是插入一个回车换行符。这可能会给新用户造成相当的混乱。
系统 |
评估 |
换行 |
Macintosh系统 |
Enter or Shift-Return |
Return |
Windows系统 |
Shift-Enter |
Enter |
Xp系统 |
Shift-Return |
Return |
接下来,看看蓝色的符号右侧的笔记本。封闭的每组语句被称为一个细胞。细胞是Mathematica工作的最小单位。一个细胞可能包含输入或输出、数学或注释、文本或图形。
细胞在Mathematica里就像执行组。 |
调色板
你应该看到一个盒子有很多符号漂浮在你Mathematica窗口的右边,这就是调色板。它允许你轻松的键入复杂的数学符号。例如,要计算,你可以点击,然后在求根符号下面输入34,然后点击上方的平方和类型3,最后,对表达式求值。
使用默认的面板,你可以输入分数、积分累加、矩阵、下标、大多数希腊字母。当然,还有许多其他可用的调色板-选择文件- gt;看到一个调色板列表。
内核
你实际上是只有从前端开始。前端处理输入和输出给用户,访问文件系统,并创建图形显示在你的屏幕上。
大多数用户将主要处理前端。内核做几乎所有的计算(不含图形渲染)。当你评估任何表达式,内核将为用户努力工作然后将结果发送回前端,然后将其显示在一个有吸引力的格式。
大多数用户将前端和内核运行在同一台计算机上。如果你的计算机连接到网络,您可以运行内核在一个更强大的机器,你最喜欢的电脑上运行时前端。学习
要做到这一点,如何选择内核- gt;内核配置选项,单击Add,然后单击“帮助”。
如何阻止一个失控的计算 bull;Macintosh——Command-Comma或control - c bull;。Windows和X - Alt-Comma或control – c 这将弹出一个菜单,允许您查看内核,中止计算等。 |
帮助系统
Mathematica有一个很好的帮助系统。一般的帮助,选择帮助- gt;帮助浏览器,浏览中列出主题。
Mathematica有一个很好的资源——Mathematica Book。它可以通过浏览器的帮助。看到的开始部分,其中包含几个优秀的教程。
做数学
算术
基本的算术操作很容易进入数学。你可以用你所选择的符号,你可以通过调色板或键盘选择进入符号。
击键 |
输入 |
输出 |
评论 |
4, , , ,4 3,-,1,6 |
4 4 3-16 |
8 -13 |
加法、减法。 空间是可选的。 |
4,*,4 4, ,4 4,4 4,Esc,*,Esc,4 |
4*4 4 4 44 4 4 |
16 16 44 16 |
乘法。 一个空间可以意味着乘法hellip; hellip;但你应该小心。 你还可以使用符号。 |
3,/,4 3,Esc,d,i,v,Esc,4 3,Ctl-/,4 |
3/4 3 4 |
精确的除法 |
|
3,^,5 3,Ctl-^,5 |
3^5 |
243 243 |
文字版本 象征性的版本 |
3,^,(,1,/,2,) Ctl-@,3 N,[,Ctl-@,3,Ctl-Space,] |
3^(1/2) |
1.73205 |
近似值 |
%,Ctl-^,2 |
%2 |
3 |
平方后输出 |
Mathematica的数据限制如下:
bull;可以任意大小的整数,你电脑的内存。
bull;真正的和复杂的操作进行任意精度(无限),你的电脑内存,除非使用N。
bull;帮助- gt;帮助浏览器:数值计算- gt;数值精度- gt; N,和部分1.4.9数学书。
给Maple使用者的提示 |
|
给Matlab 使用者的提示 |
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