常用数学软件介绍 一种「有什么好用的数学软件」

序言

在处理很多数学问题的时，有时候需要利用一些数学软件来检验或者是测试自己的想法、处理方式是否正确，而这里就大致简单总结一下常用的数学软件。数学软件是用来建模、分析、计算各种数学资料，包括数值、符号、几何资料等之电脑软件。以下是我们总结的一些常用的数学软件，至于那些少许专业用户的数学软件，我会在最后略微有点说说吧。

Matlab

MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C、C、Java、Python和FORTRAN）编写的程序。

尽管MATLAB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工具箱（Toolbox）它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。

主要功能

MATLAB的主要为工程应用提供以下功能：

可用于技术计算的高级语言可对代码、文件和数据进行管理的开发环境可以按迭代的方式探查、设计及求解问题的交互式工具可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等的数学函数可用于可视化数据的二维和三维图形函数可用于构建自定义的图形用户界面的各种工具可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C、Fortran、Java、COM以及Microsoft Excel）集成的各种函数

强大的工具箱

MATLAB的一个重要特点是可扩展性。作为Simulink和其它所有MathWorks产品的基础，MATLAB可以通过附加的工具箱（Toolbox）进行功能扩展，每一个工具箱就是实现特定功能的函数的集合。MathWorks提供的工具箱分以下几大类：

数学和优化统计和数据分析控制系统设计和分析信号处理和通讯图像处理测试和测量金融建模和分析应用程序部署数据库连接和报表分布式计算 这些工具箱大多是用开放式的MATLAB语言写成，用户不但可以查看源代码，还可以可根据自己的需要进行修改以及创建自定义函数。此外，常有用户在MATLAB Central: File Exchange发布自己编写的MATLAB程序或工具箱，供他人自由下载使用。

Maple

Maple是目前世界上最为通用的数学和工程计算软件之一，在数学和科学领域享有盛誉，有“数学家的软件”之称。Maple 在全球拥有数百万用户，被广泛地应用于科学、工程和教育等领域，用户渗透超过96%的世界主要高校和研究所，超过81%的世界财富五百强企业之一哟。

Maple系统内置高级技术解决建模和仿真中的数学问题，包括世界上最强大的符号计算、无限精度数值计算、创新的互联网连接、强大的4GL语言等，内置超过5000个计算命令，数学和分析功能覆盖几乎所有的数学分支，如微积分、微分方程、特殊函数、线性代数、图像声音处理、统计、动力系统等。

Maple不仅仅提供编程工具，更重要的是提供数学知识。Maple是教授、研究员、科学家、工程师、学生们必备的科学计算工具，从简单的数字计算到高度复杂的非线性问题，Maple都可以帮助您快速、高效地解决问题。用户通过Maple产品可以在单一的环境中完成多领域物理系统建模和仿真、符号计算、数值计算、程序设计、技术文件、报告演示、算法开发、外部程序连接等功能，满足各个层次用户的需要，从高中学生到高级研究人员。

强大的求解器

内置超过5000个符号和数值计算命令，覆盖几乎所有的数学领域，如微积分，线性代数，方程求解，积分和离散变换，概率论和数理统计，物理，图论，张量分析，微分和解析几何，金融数学，矩阵计算，线性规划，组合数学，矢量分析，抽象代数，泛函分析，数论，复分析和实分析，抽象代数，级数和积分变换，特殊函数，编码和密码理论，优化等。各种工程计算：优化，统计过程控制，灵敏度分析，动力系统设计，小波分析，信号处理，控制器设计，集总参数分析和建模，各种工程图形等。提供世界上最强大的符号计算和高性能数值计算引擎，包括世界上最强大的微分方程求解器（ODEs，PDEs，高指数DAEs）。智能自动算法选择。强大、灵活、容易使用的编程语言，让您能够开发更复杂的模型或算法。与多学科复杂系统建模和仿真平台MapleSim紧密集成。

Mathematica

Wolfram Mathematica（简称：Mathematica）是一款科学计算软件，有时候也被称为计算机代数系统，广泛使用于科学、工程、数学、计算等仿真模拟领域。

它是由英国科学家斯蒂芬·沃尔夫勒姆提出构想，并且由他所领导的沃尔夫勒姆研究公司（位于美国伊利诺伊州香槟市）开发的一款广泛使用的科学计算软。它拥有强大的数值计算和符号运算能力，是当前为止使用最广泛的数学软件之一。

Wolfram 语言是用于Mathematica的编程语言。

沃尔夫勒姆和他的工作团队于1986年开始Mathematica的研发。Mathematica 1.0于1988年1月23日正式发行。2008年12月发行的Mathematica 7.0版及之后的版本有中文版。

产品功能

Mathematica的功能包括：

各种基本数学函数库各种特殊属性函数库矩阵和数据操纵工具，包括对稀疏矩阵的处理支持复数、任意精度数、区间算术和符号运算2维和3维数据以及函数的可视化和动画工具求解方程组、常微分方程、偏微分方程、微分代数方程、时滞微分方程、递推关系式等等离散和连续微积分的数值和符号工具多变量统计程序库，包括支持100多种数据分布的数据拟合、假设检验、概率和期望的运算支持删失数据、暂态数据、时间序列和有单位的数据随机过程和队列的计算及仿真为包括神经网络在内的数据、图像和声音的有监督和无监督机器学习提供工具对运算和应用程序添加用户界面的各种工具包约束和无约束局部及全局最优化程序语言支持：过程式编程语言、函数式编程语言和面向对象的编程语言图像处理工具，包括图像识别提供用于图论中图的分析和可视化的工具分析组合问题的工具用于文本挖掘的工具数据挖掘的工具，比如聚类分析、字符串对齐和模式匹配数论函数库金融运算的工具，包括期权、债券、年金、派生工具等的计算群论函数技术文本处理，包括公式编辑器和自动报告生成用于声音、图像和数据的小波分析程序库控制系统程序库连续和离散的积分变换导入和导出数据、图像、视频、GIS、CAD等各种文件格式，并支持对生物医学类数据的输入和输出链接Wolfram Alpha的大量数学、科学、社会经济学类的数据集合查看并且重新使用前面的输入和输出（包括图像和文本记号）的笔记本界面和基于DLL、SQL、Java、.NET、C、FORTRAN、CUDA、OpenCL以及http的系统相链接的工具编写并行程序的工具当与互联网连接时，在笔记本中可同时使用“自由格式语言输入”（一个自然语言型的用户界面）和Wolfram语言

这三个是数学软件中，你或许听过的的“3M”，偏向工程的建议MATLAB和Mathematica结合使用，当然我有基友只会用Mathematica，那也是可以的，毕竟只有你精通了其中任何一种，都可以处理你手上的所有的工作的。由于我研究生导师让我学习了Maple，所以我也就使用啦Matlab和Maple，还可以的，至少遇见的问题都可以用他们来处理的。

这三个是非常重要的数学数学软件，下一期我继续推荐其他一些在比如优化建模、数据分析、金融数学、群论等领域，比较特殊的数学软件。

我们人类是孤独的，在茫茫宇宙中；我也是孤独的，在一室一厅一厨一卫的租房处；幸亏还有嫌弃我又抛不下我的数学世界可以畅游，在一定程度上，也是解释了为什么“数学是第三世界”啦。