számítógépes algebrai rendszer

Kiejtés

  • IPA: [ ˈsaːmiːtoːɡeːpɛʃ ˈɒlɡɛbrɒji ˈrɛnt͡sɛr]

Főnév

számítógépes algebrai rendszer

  1. (matematika, informatika) A számítógépes algebrai rendszer (CAS) olyan szoftver, amely matematikai kifejezések szimbolikus manipulálására, numerikus számítások elvégzésére és matematikai problémák megoldására szolgál. A CAS lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy bonyolult matematikai műveleteket végezzenek, mint például az algebrai egyszerűsítés, integrálás, deriválás, differenciálegyenletek megoldása, valamint grafikai ábrázolás. Ezek a rendszerek különösen hasznosak a matematikai kutatásban, oktatásban és a mérnöki alkalmazásokban.

Főbb jellemzők:

  1. Szimbolikus számítás:
    • A CAS lehetővé teszi a matematikai kifejezések, például polinomok, logaritmusok és trigonometrikus függvények szimbolikus manipulálását. Például képes a felhasználó által megadott kifejezéseket egyszerűsíteni vagy átalakítani, anélkül, hogy konkrét számokat kellene használni.
  2. Numerikus számítások:
    • A CAS képes numerikus számításokat is végezni, például numerikus integrálást, deriválást, mátrixműveleteket és egyenletrendszerek megoldását. A felhasználók megadhatják a kívánt pontosságot, és a rendszer pontos eredményeket ad vissza.
  3. Differenciálegyenletek kezelése:
    • A CAS megoldhat szokásos és parciális differenciálegyenleteket szimbolikus vagy numerikus módszerekkel, lehetővé téve bonyolult fizikai és mérnöki problémák modellezését.
  4. Grafikai ábrázolás:
    • A CAS képes grafikonokat és ábrákat készíteni matematikai függvényekhez, így a felhasználók vizuálisan is megérthetik a kifejezéseik jelentését. A grafikai eszközök segítségével 2D és 3D grafikonok, diagramok és egyéb vizuális reprezentációk hozhatók létre.
  5. Programozási lehetőségek:
    • A legtöbb CAS saját programozási nyelvet vagy szkriptnyelvet kínál, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy egyedi algoritmusokat, funkciókat és automatizált eljárásokat hozzanak létre.
  6. Adatkezelés:
    • A CAS képes különböző formátumú adatok importálására és feldolgozására, így a felhasználók könnyen dolgozhatnak kísérleti adatokkal, statisztikai adatokkal és más matematikai inputokkal.

Példák népszerű számítógépes algebrai rendszerekre:

  1. Mathematica: A Wolfram Research által kifejlesztett szoftver, amely széleskörű matematikai számítási lehetőségeket kínál, beleértve a szimbolikus és numerikus számításokat, a grafikai vizualizációt és a programozási lehetőségeket.
  2. Maple: A Waterloo Egyetem által kifejlesztett szoftver, amely szintén széles körben használatos szimbolikus számításokra, adatelemzésre és grafikai vizualizációra.
  3. Maxima: Egy nyílt forráskódú CAS, amely a Macsyma rendszer alapjaira épül, és szimbolikus manipulációkra, numerikus számításokra és grafikai ábrázolásra is képes.
  4. SageMath: Egy nyílt forráskódú matematikai szoftvercsomag, amely a Python nyelven alapul, és integrálja a különböző matematikai rendszereket, beleértve a szimbolikus számításokat, numerikus számításokat és grafikai vizualizációt.
  5. Matlab: Bár főként numerikus számításokra és adatelemzésre használják, a MATLAB szimbolikus matematikai képességeket is kínál a Symbolic Math Toolbox segítségével.

Alkalmazási területek:

  1. Matematika és oktatás: A CAS használata elterjedt az oktatásban, mivel segít a diákoknak megérteni a matematikai fogalmakat és eljárásokat, valamint automatizálja a bonyolult számításokat.
  2. Fizika és mérnöki tudományok: A CAS használata gyakori a fizikai modellezésben, az analízisben, a szimulációkban és a mérnöki számításokban.
  3. Biológia és orvostudomány: A CAS alkalmazható biológiai modellek, kémiai reakciókinetikák és orvosi adatfeldolgozás során.
  4. Gazdaságtan: Közgazdasági modellek, statisztikai elemzések és optimalizálási feladatok megoldására is használják.

Összegzés

A számítógépes algebrai rendszerek jelentős szerepet játszanak a matematikai számításokban és modellezésben. Ezek az eszközök lehetővé teszik a bonyolult matematikai feladatok hatékony és pontos megoldását, segítve a tudósokat, mérnököket és diákokat a kutatásban és az oktatásban.


System formula editor arbitrary precision calculus solver graph theory number theory quantifier elimination boolean algebra tensors probability control theory group theory System
integration integral transforms equations inequality diophantine equations differential equations recurrence relations
Axiom nincs igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen igen igen igen igen nincs igen Axiom
Cadabra nincs igen igen igen igen igen nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs igen nincs nincs igen Cadabra
FriCAS igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen FriCAS
GAP nincs igen nincs nincs igen igen igen nincs igen igen igen igen igen igen nincs nincs igen GAP
Magma nincs igen nincs nincs igen nincs igen nincs nincs igen igen nincs nincs nincs ? ? igen Magma
Magnus nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs ? ? nincs ? nincs nincs nincs igen Magnus
Maple igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen Maple
Mathcad igen nincs igen nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs Mathcad
Mathematica igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen Mathematica
Mathics nincs igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen igen igen nincs igen Mathics
Mathomatic nincs nincs igen igen igen nincs nincs nincs nincs nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs nincs Mathomatic
Maxima nincs igen igen igen igen igen nincs igen igen igen igen nincs igen igen igen igen igen Maxima
Reduce nincs igen igen ? igen igen ? igen ? ? igen igen igen igen ? ? ? Reduce
SageMath nincs igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen SageMath
SICMUtils nincs igen igen nincs igen nincs nincs igen nincs nincs nincs nincs igen igen nincs nincs nincs SICMUtils
SMath Studio igen nincs igen nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs SMath Studio
Symbolic Math Toolbox (MATLAB) igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen igen nincs igen nincs igen igen nincs Symbolic Math Toolbox (MATLAB)
SymPy nincs igen igen igen igen igen igen igen igen nincs igen nincs igen igen igen nincs igen SymPy
Wolfram Alpha igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen igen nincs ? ? igen Wolfram Alpha
Xcas/Giac igen igen igen nincs igen igen nincs igen igen nincs igen nincs nincs nincs igen ? ? Xcas/Giac
Yacas nincs igen igen nincs igen nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs nincs ? ? nincs Yacas

Fordítások