Maxima(数学计算软件)

Maxima是一款采用LISP编写计算机代数系统，其前身是MIT的Macsyma，具备公式推导、符号计算、数值计算等功能，可以在多个平台上同步使用。软件为用户提供了纯文字和图形两种操作界面，你可以通过Maxima软件来进行公式推导、符号计算、数值计算等多种操作，而且还可以帮助用户绘制各种2D和3D的图形。

Maxima软件简介

Maxima一个系统操纵的象征和数值表达式。最高设计是一个系统的操纵的象征和数值表现形式。

多用途的CAS（计算机数学系统）是指可以执行一般数学问题的符号计算的软件，当然事实上现在的CAS可以涵盖非常广泛的领域，拥有非常多的功能。

Maple就是这类商业CAS里的老大。在符号计算这个方面，Maxima是一款非常出色的跨平台开源软件，wxMaxima是它的一个GUI版本（同时也是目前最好的Windows版本），当然它还有很多别的前端。

目前maxima软件拥有两种工作界面，一个是纯文字界面，其界面显示没有其他同类软件那么美观；另外一个图形界面wxmaxima，可以更方便进行编辑，包括插入方程，生成代数矩阵，插入各种微积分，表达式化简，绘制二维三维图形等等。

Maxima软件特色

1、最大值

Maxima是全功能的计算机代数系统（CAS）。CAS是一个程序，可以通过重新排列公式并找到解决问题的公式来解决数学问题，而不仅仅是输出结果的数值。换句话说，Maxima 可以作为一个计算器，给出变量的数值表示，也可以提供分析解决方案。此外，它还提供了一系列不能解析解的等式或方程组的数值分析方法。

2、waxMaxima

wxMaxima是一个图形用户界面，提供Maxima的全部功能和灵活性。 wxMaxima为用户提供了图形显示和许多功能，使Maxima更容易使用。例如，wxMaxima允许一个简单的右键点击导出任何单元格的内容（或者，如果需要，公式的任何部分）作为文本，LaTeX或MathML规范。事实上，整个工作簿可以导出为HTML文件或LaTeX文件。wxMaxima的文档，包括用于说明其使用方面的工作簿，可以在wxMaxima 帮助站点以及帮助菜单中进行在线。

3、水平和垂直光标

有时希望允许选择多个单元格或只允许单元格的一部分用于导出或拖放。然而，在一个单元格的中间开始这样的一个动作并将其结束在另一个单元格的中间几乎肯定会导致意想不到的结果。因此，在这种情况下，waxMaxima将把选择扩展到完整的单元格。

wxMaxima通过定义两种类型的游标来提供拖放的灵活性。wxMaxima将在需要时自动切换：

-能够选择任意数量的全部单元格的水平光标。通过在两个单元格之间移动光标或单击两个单元格之间的空格来激活该光标。要选择一组相邻单元格，请单击顶部单元格左侧（但不在三角形内）的括号中，然后拖动光标，以便突出显示该单元格和下一单元格（或单元格范围）。然后使用ctrl + enter 或shift + enter来执行突出显示的单元格。

-在单元格内工作的垂直光标。通过使用鼠标指针或光标键移动单元格内的光标来激活该光标，并且在文本编辑器中与光标非常相似。

只要光标在单元格内部，搜索操作将会将其范围限制在当前单元格中。

4、命令自动完成

wxMaxima包含通过菜单（单元格/完成字）触发的自动完成功能，或者通过按下组合键Ctrl + k。自动完成是上下文相关的，如果在ezUnits的单位规范内激活，它将提供适用单位的列表。除了完成当前命令或变量的名称之外，自动完成能够显示大多数命令的模板，指示该程序期望的参数的类型（和含义）。要激活此功能，请按Shift + Ctrl + k或选择相应的菜单项（单元格/显示模板），下图中的样式需要下载TeXmacs。

5、内含MAXIMA的教程

在图形界面的wxmaxima中选择帮助，可以直接查看官网或查看下载包里教程文件夹，双击.wxm后缀的文件则直接在MAXIMA中打开，注意，它们都是英文的。

Maxima软件功能

1、作图

Maxima调用外 部程序来实现 作图，默认 的外部程序是Gnuplot。Gnuplot是一个 很强大的基于 命令行的函数及数 据作图程序 ，集成了计算 、拟合、脚 本编程等功能 ，包括Maxima，Octave等在 内的一些软件均使用Gnuplot作为 后台程序实现作 图功能。对于那 些经常用到数学 作图的用户， 我建议直接使用Gnuplot，因为它有更灵活的设置和更强大的功能。

2、特殊函数

Maxima提供有 常用的特殊函数 。这里不介绍每 个函数的具体 用法，可以参考 任何一本数理 方程教材

3、边值问题

函数bc2(solution,xval_1,yval_1,xval_2,yval_2)用来 求解二 阶微分方 程的边 值问题 ，其中solution是ode2解得 的通 解，xval_1、yval_1xval_2和yval_2分别 为自 变量和 因变 量在第 一点和第二点的取值

4、一阶或二阶常微分方程通解

(eqn, dvar, ivar)函数用来解一阶或者二阶常 微分方程，其中eqn是待解方程，dvar是因变量，ivar是自变量。

5、对角矩阵

对于具 有相 同元 素的 对角 矩阵 ，还 有更 简便的 输入 方法 。diagmatrix (n, x)函数返 回一 个对 角元素 为x的n × n对 角矩 阵。单 位矩 阵 可以 用diagmatrix (n, 1)表 示 。另 外， 单位 矩 阵还 可以 通过ident (n)获得

6、交互式输入

使用entermatrix(m,n)函数可以 进行交互式的矩阵 输入，Maxima将每 个元素一一读入。 如果行列维数相同，Maxima会主动询问 矩阵是否为对 角、对称、反对 称或者一般矩 阵，这样可以 有效减少输入次数。