Maxima是一款开源的计算机代数系统(Computer Algebra System, 简称CAS),用Lisp语言实现。Maxima的起源可以追溯到麻省理工学院(MIT)在1968年至1982年间作为Project MAC一部分开发的Macsyma系统。1982年,MIT将Macsyma的源代码移交给美国能源部,这版代码现在被称为DOE Macsyma。1982年至2001年,德克萨斯大学的William F. Schelter教授维护了DOE Macsyma的一个副本。在1998年,Schelter获得了美国能源部的许可,将DOE Macsyma的源代码在GNU通用公共许可证下发布,并于2000年在SourceForge上发起了Maxima项目,继续维护和开发DOE Macsyma,现在的名称就是Maxima。
Maxima的主要特点包括:
1. 它能够进行代数运算,比如符号运算和方程求解。
2. 提供了超过1000种内置函数,覆盖数学的各个领域,包括极限、微分、积分、方程求解等。
3. 支持二维和三维图形绘制,能够绘制函数图像和数据点图形。
4. 支持Lisp语言编写的程序包,允许用户扩展其功能。
5. 具有符号积分变换功能,如傅里叶变换和拉普拉斯变换。
6. 支持矩阵和向量运算,以及线性代数问题的求解。
7. 提供了有限元分析、优化算法、数值分析等功能。
8. 内置支持单位转换和财务计算函数。
9. 支持各种数学函数的计算,包括特殊函数、椭圆函数等。
10. 提供了数学表达式的简化、展开和因式分解等功能。
Maxima软件包的内容丰富,涵盖了从基础知识到高级应用的方方面面。例如,用户可以查阅其手册,学习如何进行数学表达式的定义、评估、简化以及如何使用内置的数学函数。手册还提供了关于绘图、文件输入输出、多项式、微分方程、数值计算、矩阵和线性代数、张量、数论、对称性、群论以及运行时环境等方面的信息。此外,还包含有编程方面的说明,如函数定义、程序流程控制、调试等。Maxima支持Lisp宏语言,这为高级用户提供了一个强大的工具来扩展和定制Maxima系统。
Maxima是科研人员、学生和工程师在数学建模、数据分析和教育领域的有力工具。用户可以通过命令行界面或图形用户界面与Maxima交互,根据需要选择合适的方式来使用它强大的数学运算和图形绘制能力。Maxima社区活跃,不断有新的功能被开发和添加,软件持续得到更新和维护。由于其开源的性质,用户可以自由地获取和分发Maxima软件,甚至可以参与其开发过程。