számítógépes algebrai rendszer
Kiejtés
- IPA: [ ˈsaːmiːtoːɡeːpɛʃ ˈɒlɡɛbrɒji ˈrɛnt͡sɛr]
Főnév
számítógépes algebrai rendszer
- (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:
- 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.
- 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.
- Differenciálegyenletek kezelése:
- A CAS megoldhat szokásos és parciális differenciálegyenleteket szimbolikus vagy numerikus módszerekkel, lehetővé téve bonyolult fizikai és mérnöki problémák modellezését.
- 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.
- 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.
- 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:
- 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.
- Maple: A Waterloo Egyetem által kifejlesztett szoftver, amely szintén széles körben használatos szimbolikus számításokra, adatelemzésre és grafikai vizualizációra.
- Maxima: Egy nyílt forráskódú CAS, amely a Macsyma rendszer alapjaira épül, és szimbolikus manipulációkra, numerikus számításokra és grafikai ábrázolásra is képes.
- 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.
- Matlab: Bár főként numerikus számításokra és adatelemzésre használják, a MATLAB szimbolikus matematikai képességeket is kínál a Symbolic Math Toolbox segítségével.
Alkalmazási területek:
- Matematika és oktatás: A CAS használata elterjedt az oktatásban, mivel segít a diákoknak megérteni a matematikai fogalmakat és eljárásokat, valamint automatizálja a bonyolult számításokat.
- Fizika és mérnöki tudományok: A CAS használata gyakori a fizikai modellezésben, az analízisben, a szimulációkban és a mérnöki számításokban.
- Biológia és orvostudomány: A CAS alkalmazható biológiai modellek, kémiai reakciókinetikák és orvosi adatfeldolgozás során.
- 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
- angol: computer algebra system (en)
- orosz: система компьютерной алгебры (ru) (sistema kompʹjuternoj algebry)
- számítógépes algebrai rendszer - Értelmező szótár (MEK)
- számítógépes algebrai rendszer - Etimológiai szótár (UMIL)
- számítógépes algebrai rendszer - Szótár.net (hu-hu)
- számítógépes algebrai rendszer - DeepL (hu-de)
- számítógépes algebrai rendszer - Яндекс (hu-ru)
- számítógépes algebrai rendszer - Google (hu-en)
- számítógépes algebrai rendszer - Helyesírási szótár (MTA)
- számítógépes algebrai rendszer - Wikidata
- számítógépes algebrai rendszer - Wikipédia (magyar)