Mathematica基础操作与功能介绍

"Mathematica是一款由美国Wolfram公司开发的强大的数学软件系统，自1987年以来经历了多个版本的迭代，包括2.0、3.0、4.0、5.0和5.1等。5.1版本引入了微分进化算法，扩展了优化问题的解决能力。该软件提供了丰富的数学运算和可视化功能。 在Mathematica系统中，用户可以通过多种方式进入和退出系统。进入系统可以双击桌面图标或通过“开始”菜单中的相应选项；退出则可以点击窗口关闭按钮，或在文件菜单中选择“Exit”，也可以使用快捷键"Alt+F4"。工作窗口被称为Notebook，用于输入、输出和执行各种计算。 在Notebook中，用户可以直接输入数学表达式，如赋值语句`a=2; b=3.7; c=a+b`，然后按"Shift+Enter"执行，系统会自动显示结果。输入提示符"In[1]:= "和输出提示符"Out[1]= "会在执行前后显示，帮助用户跟踪计算过程。 Mathematica还支持函数的求导和图形绘制。例如，用户可以输入`D[Sin[x], x]`来求解函数`y=sin(x)`的一阶导数，得到结果`Cos[x]`。此外，使用`Plot`函数可以绘制函数图形，如`Plot[Sin[x], {x, -3, 3}]`将在区间`[-3, 3]`上绘制正弦函数的图像。 Mathematica的图形渲染具有多个可选项，这些选项影响图形的视觉效果。例如，`HiddenSurface`选项控制曲面的遮挡处理，`PlotColor`决定是否显示彩色图形，`Shading`选项用于在曲面上添加颜色或阴影，`LightSources`可以设置光源的位置和颜色，而`Lighting`选项则控制是否启用预设的光源，启用后将产生反射效果，增强图形的色彩表现。 通过这些特性，Mathematica为用户提供了一个集计算、分析和可视化的强大平台，适用于各种数学、物理和工程问题的解决。无论是简单的算术运算，还是复杂的数值模拟和图形绘制，Mathematica都能提供高效且直观的工具。