符号计算语言-Mathematica
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课程评价
spContent=符号计算软件Mathematica,她可以表示数学知识并可作为数学工具。她能做初等数学和高等数学的计算题,包括因式分解、函数极限、求导、积分、求解微分方程、求解线性方程组、计算矩阵的特征值和特征向量,绘制和动画演示二次曲面。保持了数学公式推导、数值计算和图形可视化的一致性和连贯性。
—— 课程团队
课程概述

1994年中国科学技术大学是国内最早为本科生开设符号计算语言mathematica课程的两个高校之一,现作为数学学院和全校本科生公共选修课,已有近30届的学生选修了本课程。部分学生已将Mathematica作为学习工具用在高等数学、数学实验和专业课程学习、数学模型竞赛、大学生研究计划和毕业论文中。2009年“符号计算系统软件”评为安徽省精品课程。2010年“符号计算研究和实践”获安徽省教学成果一等奖。

本课程的内容一方面按照数学内容的进程,从初等数学到高等数学,介绍如何调用Mathematica的函数做初等数学、微积分、线性代数和微分方程中的计算题,验证数学公式的推导,演示函数和数据图形,她给学生提供了重温高等数学的机会,激发学生探索数学问题的兴趣,让高年级本科生和研究生在专业课学习中“会用”和“用好”高等数学;另一方面按照计算机语言的结构,从简单的命令行输入到构建复杂的序包,学习过程编程和函数编程。


授课目标
  • 用系统函数做初等数学和高等数学的计算题,包括因式分解、多项式化简、求导、积分、幂级数展开、求解方程组、计算特征值和特征向量等运算;

  • 绘制二元和三元函数作图、数据作图、图元作图;

  • 用自定义函数、条件、循环完成简单程序设计。


课程大纲
预备知识

微积分、线性代数和一门高级语言(例如,C语言)。


证书要求

通过视频学习,完成测试和作业,到达课程要求后,可以获得课程主讲教师签名颁发的合格证书

总分以百分计 = 60%单元检测+10%单元作业+30%期末考试

总分60分以上即获得合格证书,总分85分以上为优秀。


说明:

单元作业在提交后需要同学们互评的,设置的互评份数是5份,如果未参加互评罚分50%,未完成互评罚分20%。


参考资料

张韵华、王新茂,Mathematica 7 实用教程(第2版),中国科学技术大学出版社,2014.8


常见问题

关于软件版本选择:

原则上任意版本都可以,因为Mathematica系统的兼容性良好:高版本文件可以在低版本系统中运行,低版本文件也可以在高版本系统中运行。系统中大部分常用命令从1.0版到11.0版都没有改变,例如:Factor(因式分解)、Integrate(积分)、Solve(求解方程)、ParametricPlot(二维参数作图)等。

高版本与低版本相比,高版本扩充了很多命令和对原有命令增加了选项。例如,在10.3版中有画分形图朱莉娅集的Julia命令和画曼德尔布罗特集的Mandelbrot命令。另外,在不同版本的程序中,注意有时会因个别字符的格式引起的不兼容,例如:箭头符号“→”,处理也很简单,请先删除“→”,再重新输入“->”。