Maple为用户带来全面且完善的数学问题解决方案,具有超强的实用性,在自己的领域内灵活探索各种复杂的问题,具有可视化和自动化优势,借助强大的人工智能技术,轻松获取需要的公式和方程式并立即使用,轻松检查分析每一步,简化工作过程,改进和增强操作过程,减轻用户的工作压力,提高能力。
Maple 2024新功能
1、高等数学
Maple 2024 包括大量改进,这些改进增强了数学引擎,扩展了 Maple 处理数学新领域和更快解决更难问题的能力。除了在其他地方更详细描述的数学改进之外,Maple 2024 还改进了客户和其他 Maple 命令经常使用的许多基本例程,并增强了对各种更专业的数学领域的支持。
新的尖端算法使Maple能够找到并逼近多元多项式系统的所有复根,并保证结果的准确性,并显着更快地求解单变量情况。
simplify 命令通过使用所有标准三角函数来更简单地表达许多三角函数,而不是用 sin 和 cos 来编写所有内容,并且包括对三角函数简化的许多其他改进,从而产生更紧凑、更简单的答案形式。
对和、乘积、积分、极限、分段表达式、根式、最小值和最大值、椭圆函数、对数和二对数、二项式、Beta 和 GAMMA 也进行了简化的核心算法改进。
新的 SolveTools:-DisplaySolutions 命令使用 allsolutions 选项重新格式化调用 solve 的结果,使其更具可读性,包括使用分段格式、使用标准表示法来表示整数和自然数而不是_Z和_N,以及完全消除_B变量。
fsolve 命令现在使用 RootFinding:-Isolate 来计算大于 2 次的一元多项式的根,默认情况下可以轻松访问最快的求解器。
一种新的用于确定求和问题的模式匹配方法返回了几个确定和的闭合形式,而早期版本无法计算这些形式。
intsolve 命令现在支持搭配方法的特殊节点、自定义节点和自定义 basis 函数。
对 IntegrationTools:-Change 进行了多项改进,它可以处理更多问题,并在问题格式不正确时提供更多指导。
对假设处理的改进提供了更好的 is、coulditbe、argument 和 signum 命令的结果。
min 和 max 命令现在可以更好地识别输入是否真实。
对两个表达式的验证,直到符号差异已经经历了一些重大改进,包括关系验证和函数对称性的新选项。
数学函数之间的转换结果得到了更好的简化。
对许多常用函数进行了各种小的改进,包括 int、dsolve、factor、lcm/gcd、collect、product、expand 等等!
2、Maple 和 AI
Maple 和 AIMaple 2024 利用 AI 技术的最新进展,为您提供所需的公式、方程式、解释和 Maple 命令。
新的 AI 公式助手可帮助您查找和理解公式和方程式。为了响应您的查询,它提供了精选的相关选项,并清楚地说明了它们的功能和参数。做出选择后,您可以轻松地将所选公式作为 Maple 表达式插入到文档中。
NaturalLanguage 包提供了一些命令,您可以使用这些命令来探索使用大型语言模型(例如来自 OpenAI 的 GPT-4 和 ChatGPT)来处理 Maple 中的自然语言。您可以要求 AI 解释一个概念、提供其他详细信息、查找 Maple 命令来完成特定任务等等!
3、用户界面
编码Maple 2024 包含许多客户建议的有用增强功能。
使用 Maple 2024,您甚至可以在第一次尝试时正确调用不熟悉的命令,而无需查阅帮助页面以正确的顺序获得正确的参数,这要归功于自动参数完成。
输入命令名称后,在许多有用的情况下,Maple 会自动为该函数提供建议的参数列表,包括变量和选项。
您可以使用 Tab 键选择所需的键,这样您就可以继续流畅地键入,而无需伸手去拿鼠标或热键。
根据需要,建议将使用文档中已定义的变量,和/或提供您可以修改的示例。
结合命令和符号补全功能,您现在可以输入完整的命令名称、参数和选项,击键次数大大减少,并且没有错误。
在标准数学符号、Maple 语法和代码编辑区域中工作时,可以使用参数建议。
现在,您可以直接在文档中滚动浏览大型矩阵,也可以通过打开矩阵浏览器来滚动,同时仍保持矩阵的紧凑视图。
新的字符格式选项允许您删除文档中的文本。
您可以通过修改“代码”样式字体来更改“代码编辑区域”中使用的字体,以备不时之需,或者便于打印和 PDF 导出。
绘图工具可用于在 Maple 中创建图表和草图,以及绘制绘图和图像,现在支持弧段。
4、可视化
可视化可视化Maple 2024 包含许多新的和改进的可视化工具,用于创建、探索和自定义 2D 和 3D 可视化。
对颜色条的支持已大幅扩展:
密度图和等值线图的色条可以通过更多方式进行自定义,包括更改标签和字体。
现在,您可以将颜色条添加到使用 plot3d 创建的使用自定义渐变或坐标配色方案的绘图中。
颜色条现在可用,默认情况下显示在矩阵图、表面数据图、复数图和频谱图上。
对于完全自定义的绘图,可以使用新的 plottools:-colorbar 命令单独创建色条,然后使用 plots:-display 添加到绘图中。
许多分段函数的图现在默认显示不连续性,而无需使用 discont 选项。
Maple 会自动选择一个绘图域,该绘图域包含绘图的大多数有趣特征。此功能在 Maple 2024 中得到了进一步改进,最明显的是分段功能。
当您在绘图探索中使用滑块更改参数时,查看范围现在将根据需要增长,以便对绘图范围的更改更加明显。
对交互式绘图生成器的改进包括在创建交互式绘图探索时更轻松地输入视域和智能选择绘图变量。
complexplot 命令现在可以在给定复数范围时创建相位图,而 complexplot3d 命令现在允许您选择自定义颜色图来表示正在绘制的函数的参数。
现在,在您自己的自定义配色方案中轻松使用许多内置颜色映射表。
新的 plottools:-pyramid 命令可用于创建以任何二维多边形为底的金字塔。
5、教育
Maple 2024 包括许多改进,以支持数学、工程和科学的教学和学习,包括在学生遇到问题时帮助他们的工具。
Maple 可以提供求解方程、微分、积分、反转矩阵等的分步解决方案。在 Maple 2024 中,该系列已扩展为包括部分馏分分解。此外,许多有效的解决方案甚至更好,尤其是在求解涉及绝对值或对数的方程时。
“检查我的工作”功能可分析学生完整工作解决方案的每个步骤,并帮助他们确定出错的地方,该功能已扩展到涵盖因式分解、简化和限制方面的问题。
新的数学应用程序使用交互式可视化来探索切线平面和黄金角度。
6、构建和共享交互式内容
Maple 提供了用于以编程方式创建文档和交互式应用程序的工具。在Maple中开发并测试应用程序后,您可以选择将其共享为Maple文档或将其部署到Maple Learn。
Maple 2024 中的新布局引擎可带来更具吸引力、更紧凑的应用程序。
当您给学生进行涉及金钱、百分比等的练习测验时,您可能希望在问题中和答案旁边使用适当的符号,例如 $ 和 %。在 Maple 2024 中,PracticeSheet 命令具有新选项,可在生成的问题内容和响应区域中添加这些附加符号。
7、Matroids 和超图
Matroids 和超图新的基体和超图包支持了蓬勃发展的基体理论研究领域,这是一个在图论、线性代数、几何、拓扑学、网络理论等领域应用的研究领域。
matroid 是在集合上编码独立结构的对象。示例包括线性独立性、代数独立性和图独立性。Matroids 软件包使您能够构造矩阵、生成特定类型的矩阵、测试其性质并计算它们的秩、特征多项式、基数、超平面、基集、基集等等。
Hypergraph 软件包是 Matroids 软件包的计算主干。超图是一种广义图,由一组有限的顶点和这些顶点的子集(称为超边)组成。该软件包提供了用于创建、操作和绘制超图的高效命令,并确定其属性。
8、图论
图论Maple 2024 的图论投入了大量精力,包括用于图测试和生成的新命令。
新的 AllGraphs 命令返回一个迭代器,您可以使用迭代器单步执行与一组特定条件匹配的所有图形,例如顶点和边的数量、图形是否必须连接,以及下一个图形不应与迭代器返回的任何先前图形同构。
新命令可让您找到图的凝聚,构造关系图,计算图的维纳指数,测试集合是否是图的主导集,测试给定图是否为阿基米德图,构造给定有向图的道德图,在图中找到小行星三元组, 并验证图表是否包含小行星三重。
新的 MinCut 命令使用流输出来计算剪切集,并且 MaxFlow 命令已扩展为适用于所有图形。
EdgeConnectivity 和 VertexConnectivity 命令已更新为使用 MinCut,以便它们现在也可以返回剪切集。
Distance 和 ShortestPath 命令现在使用加权矩阵的边权重,以及用于计算基础图形中的距离和最短路径的新选项。
GraphTheory 软件包支持的特殊图集合已进一步扩展,包括阿基米德图,例如二十面体、截断四面体、立方八面体和大菱形十二面体,以及莫比乌斯阶梯图和瓦格纳图。
9、信号处理
信号处理借助新的信号处理工具,您可以以更多方式、更高效地创建、组合和分析信号。
新的 ResponseSpectrum 命令用于绘制结构或系统对不同频率的地震动或输入激励的响应。
IntegrateData 命令已更新,包括用于指定初始区域和返回运行总计的选项。
IntegrateData 和 IntegrateData2D 命令现在接受数据容器中的单位和步长。
FindPeakPoints 命令使用的繁重计算的运行速度要快得多。
10、量子化学工具箱
接口RDMChem 的 Maple 量子化学工具箱是 Maple 的一个独立附加产品,是一个强大的环境,用于计算和可视化分子的电子结构。在 Maple 2024 中,此工具箱具有重要的新功能和增强功能,使您能够:
使用捕获静态相关性的密度泛函理论的新推广来计算电子能量和性质。
在以前仅在 macOS 和 Linux 上可用的 Windows 上运行 CoupledCluster 和 NuclearGradient 命令。
通过新的命令聊天来驾驭人工智能 (AI),当出现单词或短语提示时,可以提供有关分子和化合物、电子结构方法以及其他科学单词或概念的宝贵信息。
通过一套名为“艺术化学”的新课程,学习或教授化学在艺术中的作用。
利用整个软件包中的其他增强功能和改进。
11、单位
Maple对单位的广泛支持得到了进一步扩展,包括更快的计算速度、与核心功能的更紧密集成以及新的单位系统。
当使用包含单位条目的矩阵时,Maple 现在可以比以前更快地执行操作。
Statistics 包中涉及描述统计、随机变量和分布的许多命令现在可以处理带有单位的参数,如果单位不一致,则会引发错误。
Maple 支持许多单位系统,例如 SI 和 FPS,在 Maple 2024 中,您现在还可以在 IPS(英寸-磅-秒)系统中轻松工作。
12、编程
根据客户请求,series 命令现在支持将结果作为无序项的标准多项式数据结构返回的选项,而不是作为序列数据结构返回。
“普通”和“展开”命令现在映射到数组的元素上。
在适当的情况下,您可以对包含对您自己的自定义过程的调用的表达式使用 evalhf,在 Maple 2024 中,范围已扩大到包括使用 try/catch 语句的过程。
Maple 2024 可以更轻松地为数组提供索引函数,以控制值的插入和提取方式。
有关在源或锯齿阵列增长时处理锯齿阵列的规则已经过改进,以便更深入地了解何时失去效率优势。
新的 elementwise 命令将给定表达式中的所有操作应用于矩阵、列表或其他容器的元素,而不是容器本身。此命令是 ~ 语法的替代方法,在某些情况下使用起来更简单、更直观。
convert 命令的新选项允许您重写涉及对数的表达式以使用指定的对数基数。
Maple 现在支持 Fenwick 树,它是二进制索引树,用于快速计算发生更改的数组中的值总和。
分段函数现在可以处理涉及 Maple 对象的条件。
13、性能
由于新的索引函数允许矩阵、向量或数组将单位与数据分开,因此对条目具有单位的矩阵的计算速度明显更快。这样,就可以在数据部分使用快速硬件算法以获得最佳性能。
当使用浮点条目构造矩阵和向量时,Maple 现在尽可能多地直接调用已知函数的 hardware/evalhf 实现,从而实现更快的初始化,在某些情况下甚至更快。
在大多数情况下,用于隔离和逼近具有数值或复数系数的一元多项式的所有复数根的新求解器要快得多,并且现在在指定“复数”选项时是默认求解器。
RootFinding 包中的 EvaluateAtRoot 命令具有一个新的 avoidsymbolic 选项,该选项允许您跳过用于确定给定根是否为约束的精确零的符号处理。虽然通常此选项会降低函数得出结论的能力,但当它可以找到答案时,它会更快地找到答案。
对 QuantifierElimination 软件包进行了显著的性能改进,包括更快地评估采样点和缓存中间结果。此软件包中的其他改进包括更好地显示各种数据结构,以及用于控制新 GetCells 方法输出的附加选项。
对于某些数值参数,ceil、floor 和 round 函数的速度要快 1.5-2 倍。