maxima(开源数学计算软件)

maxima软件是一种用LISP编写的目前最成熟的计算机代数系统，其前身是MIT的Macsyma。该软件完全可以跟Mathematica和Maple相娉美，其最好的功能就是更具交互性的运算方式，可以用于公式推导、符号计算、数值计算等。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，欢迎广大用户免费下载体验。

基本介绍

maxima软件是一个计算机代数运算系统，它是由MIT于1968至1982年间开发的Macsyma系统演变而来的。MIT于1982年将Macsyma源代码交与美国能源部（DOE），这部分代码后来被称作DOE Macsyma。DOEMacsyma的一个版本从1982年起由德克萨斯大学的William F. Schelter教授维护，直到Schelter教授于2001年去逝。在1998年，Schelter教授从能源部获得了授权，将DOE Macsyma源代码以GNU Public License版权协议发布。在2000年，他在SourceForge开始了Maxima项目，继续维护开发DOE Macsyma，自此该软件被称作Maxima。

软件特点

1、严密的逻辑

Maple和Mathematica经常做错的东西，MACSYMA经常会给你一个合理的答复。当然它也会做错。小心！计算机代数系统给出的答案都有可能是错误的，不能完全依赖它们。你可以试试积分：integrate(x^i,x) 和 integrate;1/sqrt(2-2*cos(x)) from x=-pi/2 to pi/2。 Mathematica 4.1 会立即给你一个不完全正确甚至错误的答案。在这种情况下，MAXIMA 的表现要聪明的多，因为它毕竟有几十年的经验。

2、方便的推理

不仅严密，而且MAXIMA有比Mathematica和Maple方便的推理系统。你使用MAXIMA的就运算像在对话。

3、抽象代数

在你还没有函数的定义时，你就可以声明这个函数的一些性质。这样你可以在很多时候大大简化结果。

4、超强的扩展能力

另外，MAXIMA是可以用自己的语言或者LISP进行扩展的，比如你可以用 recur 包来推导递推关系。

功能介绍

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、有关MAXIMA的更多教程则需要你在图形界面的wxmaxima中选择帮助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。

使用方法

1、在本页下载安装maxima软件后，根据你所需要的方式选择使用命令行的maxima；

打开一个终端窗口，输入命令：

maxima

Maxima将会启动，你会看到版本信息和提示符：

其中(%i1)是输入提示符，表示第1个输入命令。相应的，在输出的结果之前，你会看到类似

于(%o1)的行标，这表示第1个输出结果。

如果要退出，输入：

注意：

- 命令quit之后有个圆括号，这是因为quit也是一个函数，只不过是一个没有包含任何自变量的

函数。

- 命令之后有个分号。Maxima和C语言类似，都使用分号作为语句的结尾。

- Maxima是区分大小写的。Maxima预定义的函数都是小写形式。

二、图形界面wxmaxima

输入你需要运算的公式，点击绿色的按钮即可进行运算。

3、有关MAXIMA的更多使用方法则需要你在图形界面的wxmaxima中选择帮助直接查看官网，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。另外软件包中附带了maxima软件的快速参考手册。

maxima软件绘图功能简介

maxima本身不具有作图功能，但是依靠其他一些软件包，也可以做出专业的图形。

其中，最基本的绘图命令 plot2d 和 plot3d 命令利用 gnuplot 完成真正的作图功能。

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。

下面通过一系列的例子展开说明。

1 二维绘图命令

二维绘图是我们最常用到的做图方式，细分下去又可以分为函数绘图、数据点绘图和参数方程绘图。

下面依次进行介绍。

1.1 二维函数绘图

基本命令是plot2d，它的基本使用方式是：

plot2d (y(x), [x, min_x, max_x], [y, min_y, max_y], options, …)

也就是函数表达式，加上变量取值范围，再加上一些控制作图的参数列表。

y的取值范围不是必需的。