Làm toán dễ dàng với các ứng dụng Linux này

Rất tiếc, toán học.

Nó không phải là món yêu thích của mọi người, nhưng chúng tôi khó có thể sống thiếu nó. Mặc dù hầu hết chúng ta không xử lý tích phân và trường vectơ hàng ngày, nhưng chúng ta vẫn cần quản lý ngân sách của mình và tính toán diện tích bề mặt khi trang trí lại nhà cửa.

Lo lắng về toán học có thể là một điều có thật, nhưng toán học không khó, và việc sử dụng Linux cũng vậy. Tại sao không kết hợp cả hai? Có hàng tá ứng dụng liên quan đến toán học cho Linux:từ máy tính đơn giản đến hệ thống đại số máy tính được các nhà khoa học sử dụng. Chúng tôi đã chọn một số công cụ Linux tốt nhất để giúp bạn nhân, chia và chinh phục những con số đó.

1. Tìm hiểu về Toán

Cho dù bạn là một học sinh muốn cải thiện kỹ năng toán học của mình hay một phụ huynh đang cố gắng thuyết phục bọn trẻ rằng toán học không đáng sợ, Linux đều có thể giúp bạn. Người dùng KDE có lợi thế hơn nhờ dự án KDEdu, một tập hợp các phần mềm giáo dục dành cho học sinh thuộc nhiều đối tượng khác nhau. Hai ứng dụng toán học của họ đặc biệt thú vị.

KBruch

Phân số và tỷ lệ phần trăm có thể phức tạp, đó là lý do tại sao KBruch sử dụng hình ảnh đầy màu sắc để giải thích những khái niệm này. Có hai chế độ giao diện:Học tập và Bài tập, và chế độ sau cung cấp năm loại bài tập, bao gồm phân tích nhân tử, so sánh và chuyển đổi các phân số.

Kig

Kig tập trung vào hình học:nó cho phép bạn vẽ các đối tượng hai chiều và thao tác với chúng để tìm hiểu thêm về các thuộc tính của chúng. Bạn có thể dịch một đối tượng theo vectơ, xây dựng các tập hợp điểm (loci) và nếu bạn biết Python, bạn có thể viết các tập lệnh của riêng mình trong Kig. Bản vẽ có thể được xuất dưới dạng tệp SVG hoặc LaTeX và được chỉnh sửa trong phần mềm toán học khác.

SMath Studio

Nếu không phải là người yêu thích các ứng dụng KDE, bạn có thể dùng thử SMath Studio, một ứng dụng hơi nâng cao thường được đề xuất như một giải pháp thay thế MathCAD. Nó có thể giải các phương trình, thực hiện tích phân và phân biệt, làm việc với ma trận và vectơ, vẽ đồ thị hàm số hoặc chỉ thực hiện các phép tính cơ bản. Giao diện giống như một trang sổ tay và Sách Tham khảo chứa các ví dụ và lời giải về các vấn đề toán học khác nhau.

2. Sử dụng Máy tính để bàn

Nếu bạn sở hữu một chiếc điện thoại di động, bạn luôn mang theo một chiếc máy tính. Trong trình duyệt, bạn có thể dựa vào các máy tính trực tuyến tiện dụng và Wolfram Alpha không thể thay thế. Có rất nhiều máy tính cho Windows và OS X, nhưng Linux cũng không thua trò chơi số. Chúng tôi đã đề cập đến Speedcrunch; đây là một số máy tính Linux khác mà bạn nên biết.

Tính toán

Nếu bạn chọn Qalculate, bạn sẽ không bao giờ cần đến một máy tính khác. Đương nhiên, nó thực hiện các hoạt động cơ bản, nhưng các tính năng như hỗ trợ chữ số La Mã, số phức và vô hạn, vectơ và ma trận khiến Qalculate trở nên nổi bật. Nó có thể giải các phương trình, chuyển đổi tiền tệ và tất cả các đơn vị SI, nhập các biến và hằng số, và thậm chí cả các hàm vẽ đồ thị. Trên KDE, nó tích hợp với trình khởi chạy Krunner và có một phiên bản riêng cho môi trường dựa trên GTK.

Máy tính

Galculator có thể đơn giản hoặc phức tạp như bạn muốn nhờ các chế độ giao diện của nó (Cơ bản, Khoa học). Ngoài ra còn có chế độ Nhập công thức mà bạn có thể kết hợp với hai chế độ trước và chế độ Giấy, cho phép bạn nhập các biểu thức như bạn làm trên giấy. Ngoài các hàm và hằng số được tích hợp, bạn có thể xác định các hàm và hằng số tùy chỉnh, cũng như chuyển đổi giữa các cơ số (thập phân, nhị phân ...) và các đơn vị đo góc (deg / rad / grad).

Máy tính Gnome

Máy tính này cũng cung cấp một số chế độ, trong đó có hai chế độ đáng được đề cập. Chế độ Tài chính rất tuyệt vời để thực hiện các khoản thuế của bạn, vì nó đi kèm với các tính năng như chuyển đổi tiền tệ, biên lợi nhuận gộp và lãi suất. Chế độ lập trình hỗ trợ các hàm Boolean, logarit và giai thừa, và chuyển đổi giữa các cơ số. Đối với các hoạt động thường được sử dụng khác, hãy chuyển sang Chế độ nâng cao.

KCalc

Máy tính KDE mặc định đi kèm với bốn chế độ:Đơn giản, Khoa học (với lũy thừa, thừa số và hàm lượng giác), Thống kê (với trung vị và độ lệch chuẩn) và Hệ thống số (cho phép bạn chuyển đổi và tính toán trong hệ nhị phân, thập lục phân và hệ bát phân) . KCalc khá dễ tùy chỉnh, vì vậy bạn có thể đặt độ chính xác thập phân, chuyển đổi nhóm chữ số và thay đổi phông chữ và màu sắc. Nó bao gồm nhiều hằng số được xác định trước, nhưng bạn cũng có thể thêm hằng số của riêng mình.

NaSC

Ban đầu được phát triển cho hệ điều hành sơ cấp, NaSC tương tự như Numi và Soulver cho OS X theo nhiều cách. Giao diện đơn giản và gọn gàng, nhưng tính năng đáng chú ý là cách tiếp cận ký hiệu toán học của nó. NaSC có thể giải thích các biểu thức ngôn ngữ tự nhiên và bạn có thể nhập các vấn đề toán học giống như bạn viết chúng vào sổ tay. Nó hỗ trợ chuyển đổi đơn vị và giúp bạn tìm hiểu thêm về toán học thông qua thanh bên cung cấp thông tin.

3. Làm Toán trong Terminal

Nó sẽ không phải là một danh sách đầy đủ các ứng dụng Linux nếu không có một số công cụ CLI. Nếu bash là sự lựa chọn của bạn, bạn có thể thực hiện một số phép tính cơ bản với

expr

lệnh.

Đối với các hoạt động nâng cao hơn, bạn có thể cài đặt wcalc, hỗ trợ chuyển đổi đơn vị, đi kèm với nhiều hằng số và hàm tích hợp, đồng thời cho phép bạn sử dụng nhiều hệ thống số. Wcalc có lịch sử lệnh ghi nhớ tất cả các thao tác của bạn và bạn có thể tìm hiểu thêm về các hàm và hằng số mà nó hỗ trợ bằng cách nhập

\explain functionname

Không cảm thấy muốn cài đặt công cụ? Hầu hết các bản phân phối Linux đều có bc (máy tính cơ bản) được cài đặt theo mặc định. Nó thực sự là một ngôn ngữ lập trình được triển khai như một máy tính, nhưng nó có tất cả các tính năng cần thiết mà bạn mong đợi. Bc hỗ trợ toán tử logic, biểu thức quan hệ và câu lệnh, vì vậy bạn có thể sử dụng nó để lập trình các hàm của riêng mình.

4. Chèn công thức vào tài liệu

Nhiều sinh viên thích ghi chú kỹ thuật số hơn bút và giấy, và Linux đáp ứng điều đó khá tốt, ngay cả khi nói đến toán học. Bạn có thể học theo lộ trình nâng cao với LaTeX hoặc viết bài tập về nhà bằng LibreOffice Math.

Bạn có thể sử dụng nó để chèn công thức trực tiếp vào tài liệu LibreOffice hoặc chạy nó như một ứng dụng độc lập và định dạng công thức ở đó. Tạo công thức rất dễ dàng:chọn các phần tử từ thanh bên hoặc nhập chúng trực tiếp vào ngăn lệnh ở dưới cùng. Danh sách tham chiếu giải thích chức năng của mỗi phần tử. Bạn có thể điều chỉnh phông chữ và màu sắc cũng như xuất tệp dưới dạng MathML, XML, PDF và một số định dạng được Microsoft cấp phép.

Hãy nhớ rằng LibreOffice Math không thực sự tính toán bất cứ điều gì; bạn chỉ cần sử dụng nó để đảm bảo các công thức của bạn trông đẹp mắt trong tài liệu.

5. Thay thế một Máy tính Vẽ đồ thị

Máy tính đồ thị (còn được gọi là "đồ họa") rất tuyệt, nhưng chúng rất đắt. Nếu trường học của bạn cho phép máy tính xách tay trong lớp, hãy khởi động Linux và sử dụng một trong các ứng dụng này. Như bạn sẽ thấy, chúng không chỉ là sự thay thế cho một máy tính vẽ đồ thị.

KAlgebra

Một số không khác từ KDEdu, KAlgebra có thể vẽ các hàm dưới dạng đồ thị 2D và 3D, đồng thời xuất kết quả ở một số định dạng. Bạn có thể sử dụng tab Bảng điều khiển và hai chế độ của nó (Tính toán và Đánh giá) để nhập các biểu thức và thực hiện các thao tác. Kết quả và biến được theo dõi trong thanh bên để bạn thuận tiện và KAlgebra cũng hỗ trợ tính năng tự động hoàn thành cú pháp. Tab Từ điển có thể giúp bạn làm mới kiến ​​thức toán học của mình.

Gnuplot

Gnuplot cũng cho phép bạn vẽ đồ thị các hàm trong 2D và 3D. Đó là một công cụ CLI (bạn cung cấp hướng dẫn trong cửa sổ đầu cuối) xuất ra đồ thị trong một cửa sổ riêng biệt hoặc thành một trong nhiều định dạng tệp được hỗ trợ, bao gồm SVG, PDF, PostScript, DXF, PNG, JPG và thậm chí cả GIF động. Gnuplot cung cấp tài liệu đầy đủ và các ví dụ sử dụng, vì vậy bạn sẽ không gặp bất kỳ khó khăn nào khi bắt đầu.

GeoGebra

GeoGebra có thể thay thế tất cả các thiết bị toán học mà bạn có, không chỉ là một máy tính vẽ đồ thị. Đó là một phần mềm toán học chính thức mà bạn có thể sử dụng cho đại số, giải tích, thống kê, hình học và vẽ đồ thị.

Giao diện được chia thành nhiều Chế độ xem (Đại số, Bảng tính, Máy tính xác suất…) theo chức năng của chúng và mỗi Chế độ xem cung cấp các Góc nhìn khác nhau (Hình học, Đồ họa 3D…). Bạn xây dựng các đối tượng bằng cách nhập các biểu thức vào Thanh nhập liệu và chọn các phần tử khác nhau và kéo chúng trên màn hình. Điểm hấp dẫn của GeoGebra là phương pháp tiếp cận năng động, tương tác — bạn có thể thay đổi mọi thứ một cách nhanh chóng, quan sát hậu quả và học hỏi từ chúng.

6. Trở thành Người giỏi Toán học

Bây giờ chúng ta đang đi vào lĩnh vực phân tích số, tính toán ký hiệu và hệ thống đại số máy tính. Nói cách khác, những ứng dụng này sẽ là một sự đáp ứng quá mức cần thiết cho nhu cầu toán học hàng ngày của bạn. Tuy nhiên, có những nhà khoa học trong số chúng ta, và họ có thể đang tìm kiếm các giải pháp thay thế mã nguồn mở và miễn phí cho MATLAB và Mathematica. Đây là những gì Linux phải hiển thị cho nó.

Cantor

Cantor dựa vào các plugin và các phần mềm phụ trợ khác nhau để cung cấp các tính năng khác nhau, bao gồm vẽ biểu đồ, phân biệt và tích hợp, tính toán thống kê và giải phương trình. Nó hỗ trợ định dạng kiểu LaTeX, tự động hoàn thành và tô sáng cú pháp. Giao diện tương tự như KAlgebra, với một bảng hiển thị các biến có sẵn và mô tả hữu ích về các lệnh và chức năng.

Thiên tài

Genius có ngôn ngữ kịch bản riêng gọi là GEL, trong đó bạn có thể viết các hàm tùy chỉnh. Bạn có thể sử dụng nó cho tất cả các loại thuật toán toán — từ thống kê và tổ hợp đến vẽ đồ thị 2D và 3D. Genius có thể xuất kết quả sang các định dạng LaTeX và MathML, trong số các định dạng khác và nó hỗ trợ ma trận, vectơ, giải phương trình và biểu thức Boolean.

Octave

Octave cũng có ngôn ngữ lập trình riêng và cho phép bạn viết các chương trình của riêng mình. Nó hỗ trợ một loạt các hoạt động, từ làm việc với các phương trình và đa thức phi tuyến tính đến tích phân, ma trận, chuỗi và vẽ đồ thị. Octave mới chỉ có giao diện đồ họa trong thời gian gần đây, vì vậy bây giờ là thời điểm thích hợp để dùng thử.

Scilab

Scilab rất giống với MATLAB và nhằm mục đích tương thích với nó nhất có thể. Danh sách đầy đủ các tính năng và khả năng của nó có lẽ dài hơn bài viết này và nó bao gồm hỗ trợ cho đa thức và hàm hợp lý, thuật toán di truyền, thống kê, trực quan hóa dữ liệu 2D và 3D, giải các loại phương trình khác nhau và làm việc với ma trận. Scilab có thể được nâng cấp bằng các mô-đun bên ngoài và bạn thậm chí có thể phát triển các tiện ích mở rộng của riêng mình.

SageMath

SageMath là máy tính xách tay toán học siêu mạnh mẽ của bạn mà bạn có thể sử dụng cho đại số tuyến tính, tổ hợp, giải tích, đồ thị 2D và 3D, biểu đồ động, thống kê, tính toán biểu tượng, v.v. Nó có giao diện đồ họa dựa trên trình duyệt và phiên bản trực tuyến mà bạn có thể dùng thử.

SageMath có trình soạn thảo công thức riêng, tương thích với LaTeX. Bạn có thể dễ dàng chia sẻ sổ ghi chép Sage của mình và tùy chỉnh giao diện của chúng bằng CSS. Hướng dẫn tham khảo là một nguồn tài liệu tuyệt vời nếu bạn muốn biết thêm về SageMath.

7. Sử dụng Phân phối Linux chuyên biệt

Bạn sẽ không ngạc nhiên khi có rất nhiều ứng dụng toán học dành cho Linux; xét cho cùng, bản thân hệ điều hành đã được tạo ra trong các phòng nghiên cứu. Theo TOP500.org, ngày nay nó cung cấp năng lượng cho 97% siêu máy tính trên thế giới, cũng như các máy trạm và máy chủ của NASA, CERN và Internet Archive. Trong những môi trường quy mô lớn như vậy, việc triển khai hàng loạt phần mềm dễ dàng hơn là cài đặt từng ứng dụng một. Đó là lý do tại sao nhiều tổ chức dựa vào các bản phân phối Linux khoa học, một trong số đó là Mathbuntu.

Về mặt kỹ thuật, Mathbuntu là một tập hợp các sách giáo khoa toán học và các tập lệnh cài đặt giúp bạn tải xuống và cài đặt một loạt phần mềm toán học một cách tự động. Hầu hết các ứng dụng được đề cập ở đây đều đi kèm với Mathbuntu, vì vậy đó là một giải pháp thiết thực nếu bạn muốn tải tất cả chúng cùng một lúc.

Với những ứng dụng này, bạn chắc chắn sẽ sống sót qua bất kỳ vấn đề toán học nào và trở thành người chiến thắng. Bổ sung cho chúng bằng các kênh và trang web YouTube với giải thích từng bước về các khái niệm toán học phức tạp.

Đừng quên cho chúng tôi biết bạn sử dụng phần mềm Linux nào để thành thạo toán học. Bạn thích ứng dụng máy tính để bàn hay máy tính di động? Bạn đã sử dụng bất kỳ ứng dụng nào trong danh sách này chưa? Để lại nhận xét - bạn sẽ nhận được thêm điểm nếu đếm tất cả các phép chơi chữ sến súa mà tôi đã thực hiện trong bài viết.

Image Credits:Những con số đầy màu sắc của Vasya Kobelev qua Shutterstock, gnuplot khi sử dụng tương tác qua Wikimedia Commons, Polygons của sagescreenshots qua Flickr.com, phần mềm Geogebra của EdwardFlint qua Wikimedia Commons, ảnh chụp màn hình Scilab qua Wikimedia Commons, Futurama Fry qua Memegenema Fry [Đã xóa URL bị hỏng], Texas Dogge qua Imgur, Qalculate ảnh chụp màn hình qua Thư mục ứng dụng Ubuntu, máy tính dành cho giáo viên qua Memecrunch.com, Math Comic của The Gentleman's Armchair.