Quest-ce quun logiciel de tracé 3D gratuit et simple pour les étudiants?

En termes de logiciel libre, une grande partie des choix disponibles est basée sur un backend Gnuplot; Cependant, je ne recommanderais probablement pas dutiliser directement Gnuplot. Au lieu de cela, vos choix se situent principalement entre les différents frontaux. En ce qui concerne le front-end, en fonction de ce que vos élèves connaissent et sont prêts à apprendre, il existe de nombreuses options.

• matplotlib est extrêmement puissant et configurable, mais nécessite une certaine quantité de Python programmation des étudiants.
• Sympy est également basé sur la syntaxe de base de Python, mais son interface et son utilisation peuvent être plus familier et accessible aux personnes qui ont déjà une certaine familiarité avec un système dalgèbre informatique.
• maxima et son interface graphique wxMaxima forme un système dalgèbre informatique disponible gratuitement avec une interface agréable. En plus dutiliser le backend gnuplot, Maxima prend également en charge un autre backend xMaxima pour le traçage.
• La liste est longue, mais la gnuplot page du projet maintient une liste de se termine et les interfaces de programmation lutilisant.

Pour les tracés 3D de relations algébriques (polynômes, etc.), un programme un peu moins connu est surf , qui a été conçu comme une aide à la visualisation pour la géométrie algébrique réelle. Malheureusement, le développement semble sêtre arrêté il y a plusieurs années, et récemment jai eu quelques difficultés à construire le code source sur ma machine Gentoo Linux. Votre kilométrage peut très bien varier.

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• Juste pour noter que je préfère de loin linterface xmaxima aux maxima.

Pour le premier cycle, Gnu Octave est probablement ce que vous voulez. Il est open source, multiplateforme et compatible avec la syntaxe MATLAB. Cest très utile pour le traçage 2D et 3D et pour lalgèbre linéaire numérique, et cest un outil qui sera utile aux élèves.

Aussi, GeoGebra est un excellent logiciel de traçage, et a récemment ajouté la prise en charge des graphiques 3D. Ce nest pas un outil aussi puissant quOctave, mais il est bien adapté aux tâches simples de traçage et de rendu.

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• Ce logiciel appartient à des experts . Jai besoin du logiciel le plus simple, alors seule lentrée doit être la forme de la fonction.
• Votre question spécifiée au niveau du premier cycle (bachelor ‘ s). Le logiciel MATLAB est un logiciel de premier cycle. Un tracé 3D peut être réalisé en quelques commandes simples. Si vous ‘ cherchez quelque chose de plus simple, il existe de nombreux sites Web qui traceront des fonctions 3D simples. Ou essayez la version bêta de GeoGebra.
• Jai deux contraintes. La première restriction est dêtre gratuit. Deuxièmement, être très simple. Matlab nest pas gratuit. À propos de GeoGebra, où se trouve le lien de téléchargement de la version bêta?
• geogebra.org/forum/viewtopic.php?f=52& t = 19846
• @Huseyin Matlab est gratuit pour les étudiants de nombreuses universités (la mienne et toutes les autres grandes universités de ma ville). comp sci Department chez vous

Vous voudrez peut-être vous pencher sur Geogebra. La version beta actuelle (Geogebra 5 Beta) dispose dun mode 3D et permet de créer des tracés 3D dune fonction de la forme f (x, y) et une interface graphique pour la rotation, le zoom, etc. Elle est également open-source, gratuit et multiplateforme.

Si vous saisissez une fonction dans une recherche Google, vous obtenez un graphique assez sympa . Afin dobtenir des graphiques 3D interactifs, vous aurez besoin dun navigateur compatible WebGL (avec WebGL activé, bien sûr).Essayez ceci pour commencer:

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

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• Je savais que Google faisait des tracés 2D, hadn ‘ t réalisé quils supportaient la 3D. Bonne astuce!

Un outil gratuit pour Linux et Windows est gnuplot . Cette même interface graphique peut être utilisée depuis Octave (comme dans la réponse de mkasberg ), qui est également gratuite. Je ne l’ai pas utilisée depuis un moment, donc je ne me souviens pas de la difficulté dutilisation. Un ensemble de tutoriels est disponible en téléchargement.

Sage est également disponible sur Linux et Windows. Il sagit dun programme basé sur Python. La bibliothèque matplotlib fournit des fonctions graphiques. Je nai pas utilisé ce programme, donc je ne sais pas à quel point il est simple utilisez.

Si vous créez un graphique de fonctions de la forme $ z = f (x, y) $, alors il existe un certain nombre doutils en ligne . Un de ces outils est ici .

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• Jappuie le utilisation de matplotlib. Cela na ‘ pas être approprié pour tous les étudiants, mais ceux qui ont une formation en Python devraient pouvoir le comprendre rapidement.
• Sage peut également être utilisé en ligne à sagenb.org ou cloud.sagemath.com
• Pour clarifier, Sage utilise des solutions javascript pour la 3D traçage, y compris jsmol et maintenant three.js.
• Et encore mieux, Sage a maintenant le Sage Cell Server , donc on na pas ‘ t besoin dinstaller Sage, ou créer un compte pour utiliser le notebook.

Le système dalgèbre informatique maxima est sympa (il est au cœur des paquets open source comme SAGE ou GAP ), et inclut des fonctions de traçage. Une version fonctionnant sur Android (même les téléphones) est également disponible.

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• Pour la représentation graphique, maxima agit-il simplement comme une interface pour gnuplot?
• @BenCrowell, essentiellement oui sous Linux. Ne ‘ aucun indice sur Android.

Sous Windows, Microsoft publie son propre logiciel appelé Microsoft Mathematics :

Microsoft Mathematics fournit une calculatrice graphique qui trace en 2D et 3D, la résolution déquations étape par étape et des outils utiles pour aider les étudiants dans leurs études en mathématiques et en sciences.

Vous pouvez le voir en action dans cette vidéo .

Microsoft publie également un complément pour Microsoft Word et Microsoft OneNote qui vous permet de créer ces tracés directement dans linterface Word ou OneNote.

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• Il semble que Microsoft a retiré son tutoriel vidéo YouTube maintenant.

Jai créé le site Web suivant dans le but de produire une expérience de type Desmos en 3D pour mes étudiants en calcul multivariable.

math3d.org

Vous pouvez utiliser math3d.org pour créer des tracés de surface simples ou complexes, animés visualisations. Quelques fonctionnalités:

• Créez et animez des champs de points, lignes, vecteurs, courbes, surfaces (explicites & implicites) et vecotr
• Entrée mathématique intuitive (alimentée par la même bibliothèque, MathQuill, que Desmos)
• Enregistrez et partagez vos scènes

Voici trois scènes que jaime particulièrement:

• Tracé de surface simple
• Courbes paramétriques, vitesse et accélération
• Volumes of Revolution, méthode Shell
• Hyperboloïdes en tant que surface réglée (+ capture décran)

Ce projet est sur Github . Si vous trouvez des bogues ou avez des idées damélioration, veuillez ouvrir un problème !

Remarque: Cette réponse est principalement une nouvelle publication de mon réponse à une question similaire Calculatrice similaire à Desmos mais pour 3D sur Math StackExchange.

Mes élèves et moi utilisons

CalcPlot3D

Il prend en charge la plupart de la visualisation que vous souhaiteriez dans un cours de calcul multivarié: graphiques 3D, champs vectoriels, cartes de courbes de niveau, courbes et surfaces paramétrées, etc.

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• Belle recommandation.Jen connaissais une demi-douzaine, mais il semble que lutilisation de Java lait en quelque sorte ruiné … du moins pour mes tentatives. Mais, cela semble fonctionner. Merci.
• Oui, javascript est définitivement la voie à suivre maintenant (pas Java ou Flash).
• Juste pour clarifier, notez que CalcPlot3D utilise maintenant javascript, ou du moins celui par défaut (lié à ci-dessus) le fait. La version Java est toujours disponible, cependant, et prend apparemment en charge quelques fonctionnalités supplémentaires (à compter de la sortie de la version javascript).

On dirait que vous voulez quils apprennent quelque chose, je recommande donc ce qui suit:

• Commencez les élèves à travailler avec des tracés 3D dans GeoGebra
• Configurer CoCalc
• Présentez CoCalc aux élèves en leur demandant de créer des documents de démarque coller des images de tracés 3D et écrire des problèmes, peut-être en utilisant du LaTeX si vous êtes à laise.
• Libérez-vous de GeoGebra et passez aux blocs-notes Jupyter où vous vous déplacerez davant en arrière entre lutilisation de matplotlib 3D de Python tracé et ggplot de R « .

Je recommande vivement wolframalpha.com

Ceci est gratuit, disponible sur Internet sans téléchargement, et est utile pour de nombreuses autres classes.

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• Ce site Web est également puissant et utile. Mais certains travaux comme le changement de point de vue ne sont pas possibles. Au moins, ce nest pas gratuit.
• Jai demandé à des élèves de taper des choses comme z = -x ^ 2-5y ^ 2 dans Wolfram Alpha et de me dire que le graphe est un cylindre parabolique (aïe!). De plus, les tracés 3D interactifs ne sont pas gratuits.
• Le site wolframalpha (et integrals.com) est juste un come-on pour leurs produits propriétaires coûteux. Ne ‘ pas enfermer les étudiants dans des logiciels propriétaires coûteux ou des langages de programmation propriétaires.

Pour un logiciel facile à utiliser, à la fois simple et capable de tracer de superbes graphiques 3D, vous pouvez essayer de télécharger ma Calculatrice graphique 3D

Il prend en charge les équations explicites et implicites, les équations paramétriques, les coordonnées cartésiennes, polaires, cylindriques et sphériques.

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• Il se fige lorsque jessaye de louvrir.
• De quel (s) système (s) dexploitation disposez-vous? À quel moment du démarrage se bloque-t-il?
• Jutilise Linux mint 17 et il se fige lorsquil est ouvert.
• @quid Merci pour la suggestion. Jai mis à jour le libellé de ma réponse pour refléter le fait que je ‘ suis le créateur de ce logiciel.

Un nouveau joueur sur la scène sappelle Desmos. Cest bizarrement … joli. Cest aussi super simple à utiliser.

Le site Web est ici: Desmos

Des curseurs peuvent être ajoutés assez facilement. Si vous êtes dans la calculatrice et que vous voulez faire des transformations par exemple, vous pouvez taper:

$ y = sin (nx) $ – il vous demandera si vous voulez ajouter un curseur pour n. Ceci est faisable pour nimporte quel nombre de curseurs (donc, $ y = a (xh) ^ 2 + k $); vous pouvez restreindre les valeurs à des entiers ou à certaines plages, etc. Le graphique polaire est également disponible. Il est facilement explorable .

Bien sûr, lavantage de ceci est que nimporte qui peut lutiliser sur nimporte quel ordinateur, sans installation.

De plus, les graphiques peuvent être importés dans dautres documents ou envoyés par e-mail facilement si un élève essaie quelque chose et a besoin de vous montrer son graphique lorsquil nest pas en votre présence!

Si quelquun dautre a utilisé ceci et a des commentaires, des suggestions ou des expériences négatives, je sais que « jaimerais les entendre!

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• Desmos est très agréable! En plus de ce que vous notez, il peut tracer des équations implicites et des équations paramétriques. Et faire des animations (petits films).
• LOP pose des questions sur les tracés de surface. ‘ Je ne les supporte pas, nest-ce pas?
• Cest étrange que je ne ‘ Je ne me souviens pas que la question initiale concernait la 3D … a-t-elle été modifiée? Eh bien! Malheureusement, Desmos ne possède pas encore ‘ cette capacité … Cependant! Quelquun a généreusement créé une feuille qui peut le faire en utilisant assez bonnes mathématiques (avec quelques explications) desmos.com/calculator/nqom2ih05g