¿Qué es un software de trazado 3D simple y gratuito para estudiantes?

En términos de software libre, una gran parte de las opciones disponibles se basan en un backend de Gnuplot; Sin embargo, probablemente no recomendaría usar Gnuplot directamente. En cambio, sus opciones se encuentran principalmente entre las distintas interfaces. En cuanto a la interfaz, dependiendo de lo que sus estudiantes conozcan y estén dispuestos a aprender, hay muchas opciones.

• matplotlib es extremadamente potente y configurable, pero requiere cierta cantidad de Python programación de los estudiantes.
• Sympy también se basa en la sintaxis básica de Python, pero su interfaz y uso pueden ser más familiar y accesible para las personas que ya están familiarizadas con un sistema de álgebra computacional.
• maxima y su GUI wxMaxima forma un sistema de álgebra computacional de libre acceso con una interfaz agradable. Además de utilizar el backend de gnuplot, Maxima también admite un backend xMaxima diferente para el trazado.
• La lista continúa, pero la gnuplot página del proyecto mantiene una lista de extremos e interfaces de programación que lo utilizan.

Para gráficos 3D de relaciones algebraicas (polinomios, etc.), un programa un poco menos conocido es surf , que fue pensado como una ayuda de visualización para geometría algebraica real. Desafortunadamente, el desarrollo parece haberse detenido hace varios años, y recientemente he tenido algunas dificultades para construir el código fuente en mi máquina Gentoo Linux. Su kilometraje con él puede variar muy bien.

Comentarios

• Solo para notar que prefiero la interfaz xmaxima a maxima.

Para el nivel de pregrado, Gnu Octave es probablemente lo que desea. Es de código abierto, multiplataforma y compatible con la sintaxis de MATLAB. Es muy útil para graficar en 2D y 3D y para álgebra lineal numérica, y es una herramienta que será beneficiosa para los estudiantes conocer.

Además, GeoGebra es un excelente software de trazado y recientemente ha añadido soporte para gráficos 3D. No es una herramienta tan poderosa como Octave, pero es adecuada para tareas simples de trazado y renderizado.

Comentarios

• Este software pertenece a expertos . Necesito el software más simple, entonces solo la entrada debe ser la forma de la función.
• Su pregunta especificó el nivel de pregrado (bachelor ‘ s). El software MATLAB es un software de nivel universitario. Se puede hacer un gráfico 3D con unos pocos comandos simples. Si ‘ está buscando algo más simple, hay muchos sitios web que trazarán funciones simples en 3D. O pruebe la versión beta de GeoGebra.
• Tengo dos restricciones. La primera restricción es gratuita. En segundo lugar, sea muy sencillo. Matlab no es gratis. Acerca de GeoGebra, ¿dónde está el enlace de descarga de la versión beta?
• geogebra.org/forum/viewtopic.php?f=52& t = 19846
• @Huseyin Matlab es gratuito para estudiantes de muchas universidades (la mía y todas las otras importantes de mi ciudad). departamento de ciencias de la computación en el suyo

Es posible que desee investigar Geogebra. La versión beta actual (Geogebra 5 Beta) tiene un modo 3D y te permite crear gráficos 3D de una función de la forma f (x, y) y una interfaz gráfica para rotar, hacer zoom, etc. También es de código abierto, gratis y multiplataforma.

Si escribe una función en una búsqueda de Google, obtiene un gráfico bastante bueno . Para obtener gráficos 3D interactivos, necesitará un navegador habilitado para WebGL (con WebGL realmente habilitado, por supuesto).Pruebe estos para empezar:

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

Comentarios

• Sabía que Google hacía gráficos 2D, no había ‘ t me di cuenta de que eran compatibles con 3D. ¡Buen consejo!

Una herramienta gratuita para Linux y Windows es gnuplot . Esta misma interfaz gráfica se puede utilizar desde Octave (como en la respuesta de mkasberg ), que también es gratuita. No la he usado en un tiempo, así que no recuerdo la dificultad de uso. Tiene un conjunto de tutoriales disponibles para descargar.

Sage también está disponible en Linux y Windows. Es un programa basado en Python. La biblioteca matplotlib proporciona funciones gráficas. No he usado este programa, así que no estoy seguro de lo simple que es usar.

Si está graficando funciones de la forma $ z = f (x, y) $, entonces existen varias herramientas en línea . Una de estas herramientas es aquí .

Comentarios

• Yo apoyo la matplotlib. No ‘ no será apropiado para todos los estudiantes, pero aquellos con experiencia en Python deberían poder aprenderlo rápidamente.
• Sage puede también se puede utilizar en línea en sagenb.org o cloud.sagemath.com
• Para aclarar, Sage usa soluciones javascript para 3d trazado, incluido jsmol y ahora three.js.
• Y aún mejor, Sage ahora tiene el Sage Cell Server , por lo que uno no ‘ No es necesario instalar Sage, o crear una cuenta para usar Notebook.

El sistema de álgebra informática maxima es bueno (está en el corazón de los paquetes de código abierto como SAGE o GAP ) e incluye funciones de trazado. También hay disponible una versión que se ejecuta en Android (incluso en teléfonos).

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• Para graficar, ¿maxima simplemente actúa como una interfaz para gnuplot?
• @BenCrowell, esencialmente sí en Linux. No ‘ no tenga ninguna pista sobre Android.

En Windows, Microsoft publica su propio software llamado Microsoft Mathematics :

Microsoft Mathematics proporciona una calculadora gráfica que traza en 2D y 3D, resolución de ecuaciones paso a paso y herramientas útiles para ayudar a los estudiantes con estudios de matemáticas y ciencias.

Puedes verlo en acción en este video .

Microsoft también publica un complemento para Microsoft Word y Microsoft OneNote que le permite crear estos gráficos directamente en la interfaz de Word o OneNote.

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• Parece que Microsoft ha eliminado su video tutorial de YouTube ahora.

Creé el siguiente sitio web con el objetivo de producir una experiencia similar a Desmos en 3D para mis estudiantes de cálculo multivariable.

math3d.org

Puede usar math3d.org para crear gráficos de superficie simples o complejos, animados visualizaciones. Algunas características:

• Crear y animar puntos, líneas, vectores, curvas, superficies (explícitas & implícitas) y campos vecotr
• Entrada matemática intuitiva (impulsada por la misma biblioteca, MathQuill, como Desmos)
• Guarde y comparta sus escenas

Aquí hay tres escenas que me gustan particularmente:

• Gráfica de superficie simple
• Curvas paramétricas, velocidad y aceleración
• Volumes of Revolution, método Shell
• Hiperboloides como una superficie reglada (+ captura de pantalla)

Este proyecto está en Github . Si encuentra errores o tiene ideas de mejoras, abra un problema .

Nota: Esta respuesta es principalmente una nueva publicación de mi respuesta a una pregunta similar Calculadora Similar a Desmos pero para 3D en Math StackExchange.

Mis alumnos y yo hemos estado usando

CalcPlot3D

Es compatible con la mayoría de la visualización que desearía en un curso de cálculo multivariable: gráficos 3D, campos vectoriales, mapas de contorno, curvas y superficies parametrizadas, etc.

Comentarios

• Buena recomendación.Solía conocer media docena de estos, pero parece que el uso de Java de alguna manera lo arruinó … al menos para mis intentos. Pero, esto, parece funcionar. Gracias.
• Ya, javascript es definitivamente el camino a seguir ahora (no Java o Flash).
• Solo para aclarar, tenga en cuenta que CalcPlot3D ahora usa javascript, o al menos el predeterminado (vinculado a arriba) lo hace. Sin embargo, el de Java todavía está disponible y aparentemente admite algunas características adicionales (a partir del momento en que se lanzó la versión de JavaScript).

Parece que quiere que aprendan algo, por lo que recomendaría lo siguiente:

• Empiece a trabajar con gráficos 3D en GeoGebra
• Configure CoCalc
• Presente CoCalc a los estudiantes para que creen documentos de rebajas. pegar imágenes de gráficos en 3D y escribir problemas, tal vez usando algo de LaTeX si se siente cómodo.
• Aléjese de GeoGebra y muévase a los cuadernos de Jupyter donde se moverá hacia adelante y hacia atrás entre el uso de matplotlib 3D de Python plotting y ggplot de R.

Recomiendo encarecidamente wolframalpha.com

Esto es gratis, está disponible en Internet sin descargas y es útil para muchas otras clases.

Comentarios

• Este sitio web también es poderoso y útil. Pero algunos trabajos como cambiar el punto de vista no es posible. Al menos no es gratis.
• He tenido estudiantes que escriben cosas como z = -x ^ 2-5y ^ 2 en Wolfram Alpha y me dicen que la gráfica es un cilindro parabólico (¡ay!). Además, los gráficos 3D interactivos no son gratuitos.
• El sitio wolframalpha (e integrals.com) es solo un complemento para sus costosos productos patentados. No ‘ t encierre a los estudiantes en costosos software propietario o lenguajes de programación propietarios.

Para un software fácil de usar que sea simple y capaz de trazar hermosos gráficos en 3D, puede intentar descargar mi Graphing Calculator 3D software.

Soporta ecuaciones explícitas e implícitas, ecuaciones paramétricas, coordenadas cartesianas, polares, cilíndricas y esféricas.

Comentarios

• Se congela cuando intento abrirlo.
• ¿Qué sistema (s) operativo (s) tiene? ¿En qué momento del inicio se congela?
• Yo uso Linux mint 17 y eso se congela cuando se abre.
• @quid Gracias por la sugerencia. Actualicé la redacción de mi respuesta para reflejar el hecho de que ‘ soy el creador de este software.

Un nuevo jugador en escena se llama Desmos. Es curiosamente … bonito. También es muy fácil de usar.

El sitio web está aquí: Desmos

Los controles deslizantes se pueden agregar con bastante facilidad. Si está en la calculadora y desea hacer transformaciones, por ejemplo, puede escribir:

$ y = sin (nx) $ – le preguntará si desea agregar un control deslizante para n. Esto es factible para cualquier número de controles deslizantes (por lo tanto, $ y = a (xh) ^ 2 + k $); puede restringir los valores a números enteros o ciertos rangos, etc. También se encuentran disponibles gráficos polares. Es fácilmente explorable .

Por supuesto, el beneficio de esto es que cualquiera puede usarlo en cualquier computadora, sin necesidad de instalarlo.

Además, los gráficos pueden importarse a otros documentos o enviarse por correo electrónico fácilmente si un estudiante está intentando algo y necesita mostrarle su gráfico cuando no está en su presencia.

Si alguien más ha usado esto y tiene comentarios, sugerencias o experiencias negativas, ¡sé que me encantaría escucharlos!

Comentarios

• ¡Desmos es muy bueno! Además de lo que nota, puede trazar ecuaciones implícitas y ecuaciones paramétricas. Y hacer animaciones (pequeñas películas).
• El OP está preguntando sobre gráficos de superficie. Desmos no ‘ No los soporto, ¿verdad?
• Es extraño que no ‘ recuerde que la pregunta original era sobre 3D … ¿ha sido cambiado? ¡Oh, bueno! Lamentablemente, Desmos no ‘ todavía no tiene esa habilidad completamente … ¡Sin embargo! Alguien ha creado generosamente una hoja que puede hacerlo usando algunos matemáticas bastante buenas (con algunas explicaciones) desmos.com/calculator/nqom2ih05g