Hvad er en gratis og enkel 3D plot-software til studerende?

Med hensyn til gratis software er en stor del af de tilgængelige valg baseret på en Gnuplot-backend; Jeg vil dog sandsynligvis ikke anbefale direkte at bruge Gnuplot. I stedet er dine valg for det meste mellem de forskellige frontendere. Med hensyn til frontend er der mange muligheder, afhængigt af hvad dine studerende er fortrolige med og er villige til at lære.

• matplotlib er ekstremt kraftfuld og konfigurerbar, men kræver en vis mængde Python programmering fra de studerende.
• Sympy er også baseret på den grundlæggende Python-syntaks, men dens grænseflade og brug kan være mere velkendt og tilgængelig for folk, der allerede har en vis fortrolighed med et computeralgebrasystem.
• maxima og dens GUI wxMaxima danner et frit tilgængeligt computeralgebrasystem med en flot grænseflade. Ud over at bruge gnuplot-backend understøtter Maxima også en anden xMaxima backend til plotting.
• Listen fortsætter, men gnuplot projektsiden opretholder en liste over front- slutter og programmerer grænseflader ved hjælp af det.

For 3D-plot af algebraiske relationer (polynomer osv.) er et lidt mindre kendt program surf , som var beregnet som visualiseringshjælp til ægte algebraisk geometri. Desværre ser det ud til, at udviklingen er stoppet for flere år siden, og for nylig har jeg haft nogle problemer med at oprette kildekoden på min Gentoo Linux-maskine. Din kilometertal med det kan meget vel variere.

Kommentarer

• Bare for at bemærke, at jeg meget foretrækker xmaxima-frontend frem for maxima.

For bachelor-niveau er Gnu Octave sandsynligvis det, du vil have. Det er open source, cross-platform og syntaks-kompatibelt med MATLAB. Det er meget nyttigt til 2D- og 3D-plotning og til numerisk lineær algebra, og det er et værktøj, der vil være en fordel for studerende at kende.

Også GeoGebra er fremragende planlægningssoftware og har for nylig tilføjet 3D-grafstøtte. Det er ikke et så kraftfuldt værktøj som Octave, men er velegnet til enkle plotte- og gengivelsesopgaver.

Kommentarer

• Denne software tilhører eksperter . Jeg har brug for den nemmeste software, så kun input skal være funktionsformen.
• Dit spørgsmål specificerede bachelor (bachelor ‘ s) niveau. MATLAB-software er software på lavere niveau. Et 3D-plot kan laves i et par enkle kommandoer. Hvis du ‘ leder efter noget enklere, er der mange websteder, der tegner enkle 3D-funktioner. Eller prøv betaversionen af GeoGebra.
• Jeg har to begrænsninger. Første begrænsning er gratis. For det andet er det meget simpelt. Matlab er ikke gratis. Om GeoGebra, hvor er linket til download af betaversionen?
• geogebra.org/forum/viewtopic.php?f=52& t = 19846
• @Huseyin Matlab er gratis for studerende på mange universiteter (mine og alle de andre store i min by) Det kan være værd at tjekke med matematikken / comp sci-afdeling hos dig

Det kan være en god idé at undersøge Geogebra. Den aktuelle betaversion (Geogebra 5 Beta) har en 3D-tilstand og giver dig mulighed for at oprette 3D-plots af en funktion af formen f (x, y) og en grafisk grænseflade til rotation, zoom osv. Det er også open source, gratis og på tværs af platforme.

Hvis du skriver en funktion i en Google-søgning, får du en ret flot graf . For at få interaktiv 3d-grafik skal du have en WebGL-aktiveret browser (med WebGL faktisk aktiveret, selvfølgelig).Prøv disse til at begynde med:

• y = sin (x) / x
• z = -x ^ 2 + y ^ 2

Kommentarer

• Jeg vidste, at google gjorde 2D-plot, havde ikke ‘ forstod ikke, at de understøttede 3D. Dejligt tip!

Et gratis værktøj til Linux og Windows er gnuplot . Den samme grafiske grænseflade kan bruges fra Octave (som i mkasbergs svar ), hvilket også er gratis. Jeg har ikke brugt det på et stykke tid, så jeg kan ikke huske sværhedsgraden ved brugen. Den har et sæt tutorials til download.

Sage er også tilgængelig på Linux og Windows. Det er et pythonbaseret program. matplotlib biblioteket indeholder graffunktioner. Jeg har ikke brugt dette program, så jeg er usikker på, hvor enkelt det er at brug.

Hvis du tegner diagrammer over funktioner i formularen $ z = f (x, y) $, så findes et antal onlineværktøjer . Et sådant værktøj er her .

Kommentarer

• Jeg udskiller brug af matplotlib. Det vandt ‘ t være passende for alle studerende, men dem med en baggrund i Python skulle være i stand til at hente det hurtigt.
• Sage can bruges også online på sagenb.org eller cloud.sagemath.com
• For at afklare bruger Sage javascript-løsninger til 3d planlægning, inklusive jsmol og nu three.js.
• Og endnu bedre, Sage har nu Sage Cell Server , så man ‘ behøver ikke at installere Sage, eller oprette en konto for at bruge Notebook.

Computeralgebrasystemet maxima er rart (det er kernen i open source-pakker som SAGE eller GAP ) og inkluderer tegningsfunktioner. En version, der kører på Android (selv telefoner), er også tilgængelig.

Kommentarer

• Fungerer maxima bare som en frontend for gnuplot?
• @ BenCrowell, i det væsentlige ja på Linux. Don ‘ t har nogen anelse om Android.

På Windows udgiver Microsoft deres egen software kaldet Microsoft Mathematics :

Microsoft Mathematics giver en grafregner, der tegner i 2D og 3D, trin for trin-ligningsløsning og nyttige værktøjer til at hjælpe studerende med matematik og naturvidenskab.

Du kan se det i aktion i denne video .

Microsoft offentliggør også et tilføjelsesprogram til Microsoft Word og Microsoft OneNote, der giver dig mulighed for at oprette disse plots direkte i Word- eller OneNote-grænsefladen.

Kommentarer

• Det ser ud til, at Microsoft har fjernet deres YouTube-vejledningsvideo nu.

Jeg lavede følgende hjemmeside med det formål at producere en Desmos-lignende oplevelse i 3D til mine multivariable calculusstuderende.

math3d.org

Du kan bruge math3d.org til at oprette enkle overfladeplotter eller komplekse, animerede visualiseringer. Nogle funktioner:

• Opret og animer punkter, linjer, vektorer, kurver, overflader (eksplicit & implicit) og vecotr-felter
• Intuitiv matematikinput (drevet af samme bibliotek, MathQuill, som Desmos)
• Gem og del dine scener

Her er tre scener, som jeg især kan lide:

• Enkelt overfladeplot
• Parametriske kurver, hastighed og acceleration
• Volumen af revolutionen, Shell-metode
• Hyperboloider som en styret overflade (+ screenshot)

Dette projekt er på Github . Hvis du finder fejl eller har ideer til forbedringer, skal du åbne et problem !

Bemærk: Dette svar er for det meste et nyt indlæg af min svar på et lignende spørgsmål Lommeregner svarende til Desmos men til 3D på Math StackExchange.

Mine elever og jeg har brugt

CalcPlot3D

Det understøtter mest af den visualisering, du ønsker i et multivariabelt beregningsforløb: 3D-grafer, vektorfelter, konturkort, parametriserede kurver og overflader osv.

Kommentarer

• Dejlig anbefaling.Jeg kendte en halv snes af disse, men det ser ud til, at brugen af Java på en eller anden måde ødelagde det … i det mindste for mine forsøg. Men dette ser ud til at fungere. Tak.
• Ja, javascript er bestemt den rigtige vej nu (ikke Java eller Flash).
• Bare for at præcisere, bemærk, at CalcPlot3D nu bruger javascript eller i det mindste standardversionen (linket til ovenstående) gør. Java-en er dog stadig tilgængelig og understøtter tilsyneladende et par ekstra funktioner (fra og med da javascript-versionen blev frigivet).

Jeg kan varmt anbefale wolframalpha.com

Dette er gratis, tilgængeligt på internettet uden downloads og er nyttigt i mange andre klasser.

Kommentarer

• Dette websted er også stærkt og nyttigt. Men nogle job som at ændre synspunkt er ikke mulige. I det mindste er det ikke gratis.
• Jeg har fået studerende til at skrive ting som z = -x ^ 2-5y ^ 2 i Wolfram Alpha og fortæl mig, at grafen er en parabolisk cylinder (ouch!). Interaktive 3d-plot er heller ikke gratis.
• Wolframalpha-webstedet (og integrals.com) er bare et comeback for deres dyre, proprietære produkter. Don ‘ t lås studerende ind i dyre proprietær software eller proprietære programmeringssprog.

En ny spiller på scenen hedder Desmos. Det er underligt … smukt. Det er også superenkelt at bruge.

Webstedet er her: Desmos

Skyderne kan tilføjes ret let. Hvis du er i lommeregneren og f.eks. Vil foretage transformationer, kan du skrive:

$ y = sin (nx) $ – det vil spørge dig, om du vil tilføje en skyder til n. Dette kan gøres for et hvilket som helst antal skyderne (så $ y = a (xh) ^ 2 + k $); du kan begrænse værdierne til heltal eller til bestemte områder osv. Polær grafik er også tilgængelig. Det er let at undersøge .

Naturligvis er fordelen ved dette, at alle kan bruge det på enhver computer, ingen installation.

Derudover kan graferne importeres til andre dokumenter eller e-mailes let, hvis en studerende prøver noget og har brug for at vise dig deres graf, når de ikke er i din tilstedeværelse!

Hvis nogen anden har brugt dette og har kommentarer, forslag eller negative oplevelser, ved jeg, at jeg meget gerne vil høre dem!

Kommentarer

• Desmos er meget rart! Ud over hvad du bemærker, kan det plotte implicitte ligninger og parametriske ligninger. Og lave animationer (små film).
• OP spørger om overfladeplot. Desmos gør ikke ‘ t understøtter dem, gør det?
• Underligt at jeg ikke ‘ ikke kan huske, at det originale spørgsmål drejede sig om 3D … er det blevet ændret? Nå ja! Desværre har Desmos ‘ ikke den evne fuldt ud endnu … Imidlertid! Nogen har generøst oprettet et ark, der kan gøre det ved hjælp af temmelig god matematik (med nogle forklaringer) desmos.com/calculator/nqom2ih05g