wxMaxima ist ein graphisches Benutzerinterface (GUI) für das Computer-Algebrasystem Maxima. wxMaxima erlaubt die Nutzung aller Funktionen dieses Programms und bietet Assistenten für dessen wichtigste Funktionen an. Dieses Handbuch beschreibt die Features, die wxMaxima zu einer der beliebtesten graphischen Benutzerumgebung für Maxima gemacht haben.
Vor dem eigentlichen Inhalt ist es vielleicht angebracht, die Navigation zu erklären: Die nun folgende Liste enthält Hyperlinks auf die einzelnen Kapitel der Dokumentation. Contents führt zu einer entsprechenden Sektion, die eine genauere Navigation ermöglicht.
Die Grundlagen
Die Kommandos, mittels deren wxMaxima Maxima erweitert
Was tun, wenn wxMaxima nicht wie erwartet funktioniert
Häufig gestellte Fragen
Die Kommandozeilenargumente von wxMaxima
Im Open-Source-Bereich ist es üblich, große Systeme in kleine Projekte aufzuteilen, die jeweils klein genug sind, dass eine endliche Menge an Entwicklern ausreicht, um sie weiterzuentwickeln. Beispielsweise ist ein CD-Brennprogramm aus einem Kommandozeilentool zusammengesetzt, das die CDs brennt und eine graphische Benutzerumgebung, die dieses Tool bedient. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist es, dass dasselbe Kommandozeilenprogramm von vielen Stellen aus genutzt werden: Das Brennprogramm, ein “Sende an die CD”-Knopf und beispielsweise ein Backup-Tool. Ein weiterer Vorteil ist es, dass auf diese Weise für eine Funktionalität mehrere Benutzerinterfaces angeboten werden können.
Ein Computer-Algebrasystem (CAS) wie Maxima ist hervorragend für diesen Ansatz geeignet: Es kann die Logik hinter einem Taschenrecher liefern, der mit beliebig langen Zahlen hantieren kann, Formeln für ein größeres System, z.B. Sage umstellen. Alternativ kann es direkt verwendet werden. Dies kann von der Kommandozeile aus geschehen, oder von wxMaxima aus, das eine komfortablere Bedienung unterstützt.
Maxima ist ein komplettes Computer-Algebrasystem (CAS): Ein Programm, das die Formel, nicht nur die Zahl sucht, die ein mathematisches Problem löst. Auch wenn es darauf spezialisiert ist, mit Buchstaben zu rechnen, bietet es auch eine Menge an Funktionen, die Probleme lösen, für die nur numerische Lösungen existieren.
Umfangreiche Dokumentation für Maxima ist im Internet verfügbar. Teile davon sind auch im Hilfe-Menü von wxMaxima erhältlich. Ein Druck auf die Hilfe-Taste (auf den meisten Systemen ist dies die F1-Taste) startet eine Suche nach einem geeigneten Thema darin.
wxMaxima ist ein graphisches Benutzer-Interface, das die komplette Funktionalität und Flexibilität von Maxima zu nutzen erlaubt. Zudem bietet es viele Funktionalitäten an, die die Verwendung von Maxima einfacher gestalten. Beispielsweise kann es den Inhalt eines Arbeitsblates, einer Zelle des Arbeitsblatts oder einen Teil einer Formel nach LaTeX, MathML oder in eine RTF-Formel für eine Textverarbeitung konvertieren. Dokumentation für wxMaxima kann im Internet gefunden werden, oder über das Hilfemenü.
wxMaxima lässt alle Berechnungen im Hintergrund durch das Kommandozeilen-Werkzeug Maxima durchführen.
wxMaxima ist größtenteils selbsterklärend. Diese Internetseite bietet einige Beispiele an, wovon das “10-Minuten-Tutorial” besonders zu empfehlen ist. Dieses Handbuch beschreibt einige zusätzliche Aspekte von wxMaxima.
Eine der Sachen, die neue Benutzer oft verwirrt, ist, dass das Arbeitsblatt von wxMaxima in Zellen aufgeteilt ist, die nur auf Befehl vom Benutzer an Maxima gesendet werden. Dieser Ansatz ist jedoch für die Fehlersuche praktisch. Auch hat der gegenüber der Alternative, nach jeder Änderung alle Zellen im das Arbeitsblatt neu auszuwerten, oft viel Zeit.
Wenn Text in wxMaxima eingegeben wird, erzeugt er automatisch eine neue Zelle des Arbeitsblattes. Wenn dies eine Code-Zelle ist, kann ihr Inhalt an Maxima gesendet werden und das Resultat dieser Aktion wird unter der Zelle angezeigt, wie unten abgebildet.
Wird eine Code-Zelle ausgewertet, weist ihr Maxima eine Marke zu (standardmäßig ist diese in roter Schrift gehalten und beginnt mit einem %i
), über das sie später wieder referenziert werden kann. Für die Ausgabe wird eine Marke generiert, die standardmäßig mit %o
beginnt und nicht angezeigt wird, außer der Benutzer hat der Formel einen sprechenden Namen gegeben, der stattdessen angezeigt werden kann.
Außer Code-Zellen kennt wxMaxima auch Testzellen und solche mit Bildern oder Überschriften. Jede Zelle hat ihren eigenen Speicher für das Rückgängigmachen von Aktionen, was sich oft als hilfreich erwiesen hat. Zudem besitzt, wie in fast allen Applikationen, das Arbeitsblatt einen eigenen Speicher für die Rückgängigmachen-Funktion.
Die nun folgende Abbildung zeigt verschiedene Zelltypen.
Das Arbeitsblatt ist in Zellen aufgeteilt, von denen jede mehr Zellen oder Elemente der folgenden Typen enthalten kann:
Wenn Text eingegeben ist, erzeugt wxMaxima normalerweise gleich eine Code-Zelle. Andere Zelltypen können über das “Zellen”-Menü, die dort dokumentierten Tastenkombinationen oder über die Werkzeugleiste erzeugt werden.
Wenn in einer Textverarbeitung versucht wird, einen Satz auszuwählen, wird diese versuchen, Beginn und Ende der Auswahl so zu verschieben, dass ganze Wörter ausgewählt sind. wxMaxima wird aus diesem Grund, wenn mehr als eine Zelle ausgewählt wird, die Auswahl auf ganze Zellen ausdehnen.
Was ungewöhnlich erscheinen kann ist, dass wxMaxima alternativ einen vertikalen oder einen horizontalen Cursor darstellen kann:
Die Befehle in einer Codezelle werden ausgeführt, sobald CTRL+ENTER, SHIFT+ENTER oder ENTER key im Nummernblock gedrückt wird.
wxMaxima versucht, automatisch die Namen von Befehlen oder Variablen zu vervollständigen, wenn der Menüpunkt (Vervollständige Befehl) angewählt wird, oder die Tastenkombination CTRL+SPACE gedrückt wird. Die automatische Vervollständigung erkennt oft den Kontext, in dem sie ausgeführt wird, und kann beispielsweise Dateinamen oder Einheiten für ezUnits vorschlagen.
Außer der Vervollständigung des Namens einer Datei, einer Einheit, eines Kommandos oder eines Variablennamens kann für viele Befehle eine Liste der erwarteten Argumente angezeigt werden. Hierfür muss einfach SHIFT+CTRL+SPACE gedrückt werden, oder der entsprechende Menüeintrag gewählt (Zelle/Zeige Parameter).
Computer speichern Zeichen meist als 8-Bit-Werte, was maximal 256 unterschiedliche Typen von Zeichen erlaubt. Die meisten Sprachen nutzen inklusive Steuerzeichen, Ziffern und ein paar Zeichen, aus denen Graphiken zusammengesetzt werden können, weniger als dies.
Für die Mehrzahl der Länder ist aus diesem Grund eine Codepage mit 256 Zeichen definiert worden, die allerdings in den meisten Ländern beispielsweise keine griechischen Buchstaben beinhaltet, die in der Mathematik oft verwendet werden. Um diese Begrenzung zu umgehen, wurde Unicode entwickelt: Eine Weise, Zeichen auszudrücken, die englischen Text wie gewohnt arbeiten lässt, aber viel mehr als 256 Zeichen ermöglicht.
Wenn Maxima mit einem Lisp-Compiler generiert wurde, der Unicode unterstützt oder sich nicht darum kümmert, auf welche Weise Zeichen codiert werden, unterstützt es Unicode. Da meist eine dieser Bedingungen gegeben ist, bietet wxMaxima eine Methode an, griechische Zeichen mit einer nicht-griechischen Tastatur einzugeben:
key | greek letter | key | greek letter | key | greek letter |
---|---|---|---|---|---|
a | alpha | i | iota | r | rho |
b | beta | k | kappa | s | sigma |
g | gamma | l | lambda | t | tau |
d | delta | m | mu | u | upsilon |
e | epsilon | n | nu | f | phi |
z | zeta | x | xi | c | chi |
h | eta | om | omicron | y | psi |
q | theta | p | pi | o | omega |
A | Alpha | I | Iota | R | Rho |
B | Beta | K | Kappa | S | Sigma |
G | Gamma | L | Lambda | T | Tau |
D | Delta | M | Mu | U | Upsilon |
E | Epsilon | N | Nu | P | Phi |
Z | Zeta | X | Xi | C | Chi |
H | Eta | Om | Omicron | Y | Psi |
T | Theta | P | Pi | O | Omega |
Derselbe Mechanismus erlaubt es auch, einige andere mathematische Symbole einzugeben:
keys to enter | mathematical symbol |
---|---|
hbar | planck’s constant: a h with a horizontal bar above it |
Hbar | a H with a horizontal bar above it |
2 | squared |
3 | to the power of three |
/2 | 1/2 |
partial | partial sign (the d of dx/dt) |
integral | integral sign |
sq | root |
ii | imaginary |
ee | element |
in | in |
impl implies | implies |
inf | infinity |
empty | empty |
TB | Big triangle right |
tb | small triangle right |
and | and |
or | or |
xor | xor |
nand | nand |
nor | nor |
equiv | equivalent |
not | not |
union | union |
inter | intersection |
subseteq | subset or equal |
subset | subset |
notsubseteq | not subset or equal |
notsubset | not subset |
approx | approximately |
propto | proportional to |
neq != /= or # | not equal to |
+/- or pm | a plus/minus sign |
<= or leq | equal or less than |
>= or geq | equal or greater than |
<< or ll | much less than |
>> or gg | much greater than |
equiv | equivalent to |
qed | end of proof |
nabla | a nabla operator |
sum | sum sign |
prod | product sign |
exists | there exists sign |
nexists | there is no sign |
parallel | a parallel sign |
perp | a perpendicular sign |
leadsto | a leads to sign |
-> | a right arrow |
–> | a long right arrow |
Wenn das gewünschte Zeichen auf diese Weise nicht erreichbar ist, können Zeichen auch als ESC (Nummer des Zeichens (hexadezimal)) ESC eingegeben werden.
ESC 61 ESC erzeugt daher ein a
.
Viele der Unicode-Symbole (mit der Ausnahme der logischen Verknüpfungen) haben keine direkte Entsprechung in Maxima und werden daher als normale Zeichen interpretiert. Falls Maxima eine Lisp-Version verwendet, die Unicode nicht unterstützt, kann das eine Fehlermeldung verursachen.
Die meisten Maxima-Befehle und eine Liste der zuletzt verwendeten Befehle werden in Seitenleisten angeboten, die über das "Ansicht-Menü aktiviert und an beliebige Stellen in oder außerhalb des wxMaxima-Fensters verschoben werden können. Ebenso kann eine Seitenleiste mit griechischen Buchstaben geöffnet werden, die eine alternative Methode anbietet, griechische Buchstaben einzugeben.
Einige Textverarbeitungen verstehen entweder MathML (Der Formeleditor von LibreOffice 5.1 kann zumindest entsprechende Gleichungen importieren). Andere unterstützen Mathematik im RTF-Format. wxMaxima bietet daher einige entsprechende Optionen im Rechtsklick-Menü an.
wxMaxima unterstützt einige Markdown-Kommandos, die nicht mit Konstrukten kollidieren, die in mathematischen Formeln vorkommen. Eines dieser Elemente sind Aufzählungen:
Normaler Text * Ein eingerückter Aufzählungspunkt * Ein zweiter Aufzählungspunkt * Eine Aufzählung in der Aufzählung * Ein zweiter Aufzählungspunkt der Aufzählung in der Aufzählung * Ein Punkt in der äußeren Aufzählung Normaler text ~~ ~~
wxMaxima erkennt Text, der mit einem “>” beginnt, als ein Zitat:
Normaler Text > Zitat Zitat Zitat > Zitat Zitat Zitat Zitat > Zitat Zitat Zitat > Zitat Zitat Zitat Normaler Text ~~ ~~
Die Text- und HTML-Ausgabe von wxMaxima erkennen auch =>
und ersetzen es durch das entsprechende Unicode-Symbol:
cogito => sum.
Andere Symbole, die vom HTML- und TeX-Export erkannt werden, sind <=
und >=
, <=>
, einfache Pfeile (<->
, ->
und <-
) und +/-
. Die TeX-Ausgabe erkennt ebenfalls <<
und >>
.
Die meisten Tastenkürzel entstammen den Menüs, was bedeutet, dass sie mit diesen übersetzt werden können, falls die Tastatur der aktuellen Sprache dies erforderlich macht. Nicht dort dokumentiert ist:
Wenn eine Textzelle mit “TeX:” beginnt, wird der Rest ihres Inhalts bei der Konvertierung des Dokuments nach TeX unverändert ausgegeben.
Das Arbeitsblatt kann auf verschiedene Weisen gespeichert werden:
.mac-Dateien sind Textdateien mit Maxima-Befehlen. Sie können über Maxima’s read()-Befehl oder in wxMaxima über “Datei/Batch File laden” gelesen werden.
Ein Beispiel:
Eine .mac-Datei mit dem Namen Quadratic.mac wurde erstellt, die aus zwei Befehlen besteht: f(x):=(x-5)^2;
und wxdraw2d(explicit(f(x),x,-1,15));
. Das Ergebnis dieser Befehle (ohne die Pfade, die darin enthalten sind) sieht folgendermaßen aus:
.mac-Dateien eignen sich dafür, eine Bibliothek von Maxima-Befehlen aufzubauen. Ausreichend Information über die Struktur eines wxMaxima-Arbeitsblatts, dass sie es erlauben, dieses wieder zu rekonstruieren, enthalten sie aber nicht.
.wxm-Dateien sollten das Arbeitsblatt außer Maxima’s Ausgabe enthalten. Maxima >5.38 kann .wxm-Dateien über den load()
-Befehl lesen. Das .wxm-Format ist allerdings oft weniger kompatibel mit älteren Versionen von wxMaxima, als das .wxmx-Format.
.wxmx-Dateien enthalten das gesamte Arbeitsblatt. Sie sind das empfohlene Format, um dieses abzuspeichern.
Einige Variablen, über die Maxima konfiguriert wird, können auf zwei Arten eingestellt werden:
Die Bildwiederholgeschwindigkeit für Animationen wird in der Variable wxanimate_framerate
gespeichert. wxMaxima setzt sie auf den Wert aus dem Konfigurationsdialog, wenn ein neues Maxima gestartet wird.
wxplot_size
definiert, wie groß die nachfolgenden in das Arbeitsblatt eingebauten Diagramme sind.
Diese Variable kann notfalls auch nur für das aktuelle Diagramm gesetzt werden:
Im “Stil”-Menü können Einstellungen vorgenommen werden, die das Aussehen des Arbeitsblattes beeinflussen.
Eine dieser Einstellungen ist die Option, jsMath-Zeichensätze zu verwenden, die speziell für die Mathematik entworfen wurden. Falls sie auf dem aktuellen System nicht installiert sind, können sie von dieser Seite. heruntergeladen werden, wo es auch eine Installationsanleitung gibt.
Diese Option schaltet zwei Funktionen ein:
Wenn diese Option gewählt ist, wird das Arbeitsblatt nur überschrieben, wenn der Benutzer es speichert. Ein aktuelles Backup wird in diesem Fall im temp-Verzeichnis abgelegt.
Ist diese Option nicht angewählt, arbeitet wxMaxima wie eine moderne Handy-Applikation:
Auf Linux/Unix-Rechern wird die Konfiguration im Home-Verzeichnis in der Datei .wxMaxima
gespeichert, oder (für wxWidgets >3.1.1) in .config/wxMaxima.conf
. Die wxWidgets-Version kann über wxbuild_info()
oder über das Hilfe->Über-Menü abgerufen werden. wxWidgets ist eine Bibliothek für graphische Benutzeroberflächen, die auf verschiedensten Betriebssystemen läuft und für das wx
im Namen von wxMaxima verantwortlich ist; Da der Dateiname mit einem Punkt beginnt, betrachtet Linux sie als versteckte Datei.
Unter Windows wird die Konfiguration in der Registry unter HKEY_CURRENT_USER\Software\wxMaxima
gespeichert.
wxMaxima’s Hauptaufgabe ist es, die Ein- und Ausgaben von Maxima graphisch darzustellen. An einigen Stellen fügt es jedoch Funktionalitäten zu Maxima hinzu:
Wenn wxsubscripts
auf true
gesetzt ist, werden Variablennamen im Format x_y
mit einem tiefgestellten y
dargestellt, wenn
y
ein einzelner Buchstabe isty
eine ganze Zahl istWenn nicht, kann jede Variable als mit tiefgestelltem y
ausgestattet deklariert werden mittels wxdeclare_subscript(variablenname);
oder wxdeclare_subscript([variablenname1,variablenname2,...]);
Rückgängig gemacht werden kann dies mittels wxdeclare_subscript(variablenname,false);
Kommandos, die lange arbeiten, können Fortschrittsinformationen in die Statuszeile ausgeben. Diese Informationen überschreiben deren Inhalt. wxstatusbar()
kann sogar in Bibliotheken verwendet werden, bei denen nicht bekannt ist, ob sie mit wxMaxima oder in einem Maxima ohne Frontend verwendet werden: Wenn wxMaxima diese Funktion nicht definiert hat, wird sie von Maxima einfach als undefinierte Funktion betrachtet und nicht weiter bearbeitet.
for i:1 thru 10 do (
/* Gib dem User Bescheid, wie weit wir schon sind */
wxstatusbar(concat("Pass ",i)),
/* (sleep n) ist eine Lisp-Funktion, die mit einem */
/* "?" Zeichen vorher verwendet werden kann. */
/* Sie verzögert die Programmausführung für n Sekunden */
/* (in diesem Beispiel: für 3 Sekunden). */
?sleep(3)
)$
Diagramme haben per definitionem mit einer graphischen Benutzerumgebung zu tun, weswegen an dieser Stelle Erweiterungen von Maxima zu erwarten sind.
Maxima weist normalerweise gnuplot an, Diagramme in eigenen Fenstern darzustellen. Wenn dem entsprechenden draw
oder plot
-Kommando ein “wx” vorangestellt wird, wird das Bild stattdessen in das Arbeitsblatt eingebaut: wxplot2d
arbeitet wie plot2d
, aber im Arbeitsblatt, wxplot3d
entspricht plot3d
, wxdraw
und wxhistogram
funktionieren wie draw
und histogram
, aber betten das Resultat ein.
Wie bereits beschrieben kann die Größe von Diagrammen mittels der Variable wxplot_size
definiert werden. Ihr Inhalt kann jederzeit gelesen oder geändert werden:
Wenn die Größe nur des aktuellen Diagramms geändert werden soll, erlaubt Maxima dies auf die folgende Weise zu tun:
Gnuplot bietet keine unfehlbare Möglichkeit an, ob es Cairo unterstützt, eine Bibliothek, die Graphik mit Antialiasing und den unterschiedlichsten Linienmustern zu zeichnen erlaubt. Wurde gnuplot mit diesen Möglichkeiten ausgestattet, schaltet die entsprechende Option im Konfigurationsmenü oder ein wxplot_pngcairo:true
die Unterstützung hierfür ein. Wurde gnuplot ohne diese Möglichkeit erstellt, führt wxplot_pngcairo:true
jedoch zu leeren Plots.
Wenn ein Diagramm mittels einem wxdraw
-ähnlichen Befehl erstellt wurde (wxplot2d
und wxplot3d
werden hier nicht unterstüzt) und die Gnuplot-Datei nicht allzu lang ist, bietet wxMaxima einen Rechts-Klick-Menüpunkt an, der das Diagramm in einem interaktiven Gnuplot-Fenster öffnet.
plot
FensternWenn unter Windows die Variable gnuplot_command
auf “wgnuplot” geändert wird, erlaubt gnuplot, eine Kommandokonsole zu öffnen, stiehlt aber jedes Mal, wenn ein Diagramm gezeichnet wird, den Tastaturfokus für kurze Zeit (die Zeichen, die währenddessen eingegeben werden, verschwinden).
Es ist meist schwer, aus 3D-Diagrammen quantitative Aussagen zu entnehmen. Eine Alternative ist es, den 3. Parameter auf das Mausrad zu legen. Das Kommando with_slider_draw
ist eine Version von wxdraw2d`, die mehrere Plots erstellt und es erlaubt, mittels eines Schiebers zwischen diesen hin- und herzuschalten. wxMaxima kann die Animation sogar als .gif-Datei exportieren.
Die ersten beiden Argumente von with_slider_draw
sind der Name der Variable des zu variierenden Parameters und die Liste der Werte, die dieser annehmen soll. Darauf folgen die ganz normalen Argumente, die wxdraw2d
akzeptiert:
with_slider_draw(
f,[1,2,3,4,5,6,7,10],
title=concat("f=",f,"Hz"),
explicit(
sin(2*%pi*f*x),
x,0,1
),grid=true
);
Für 3D-Diagramme ist dieselbe Funktionalität als with_slider_draw3d
verfügbar, die auch rotierende 3D-Diagramme erstellen kann:
wxanimate_autoplay:true;
wxanimate_framerate:20;
with_slider_draw3d(
α,makelist(i,i,1,360,3),
title=sconcat("α=",α),
surface_hide=true,
contour=both,
view=[60,α],
explicit(
sin(x)*sin(y),
x,-π,π,
y,-π,π
)
)$
Wenn es nur um die generelle Form der Kurve geht, reicht es oft, das Bild ein wenig zu bewegen, so, dass es von der Intuition erfasst werden kann:
wxanimate_autoplay:true;
wxanimate_framerate:20;
with_slider_draw3d(
t,makelist(i,i,0,2*π,.05*π),
title=sconcat("α=",α),
surface_hide=true,
contour=both,
view=[60,30+5*sin(t)],
explicit(
sin(x)*y^2,
x,-2*π,2*π,
y,-2*π,2*π
)
)$
Wer plot
draw
vorzieht, dem steht ein zweiter Satz an Funktionen zur Verfügung:
with_slider
undwxanimate
:Die Standard-Bildwiderholrate für Animationen kann im Konfigurations-Dialog von wxMaxima eingestellt werden. Um die Geschwindigkeit einer einzelnen Animation zu ändern, kann die Variable wxanimate_framerate
geändert werden:
Die Animations-Funktionen haben eine Eigentümlichkeit, die daher rührt, dass sie makelist
verwenden: Der Parameter, der sich von Bild zu Bild ändert, wird nur eingesetzt, wenn die Variable direkt sichtbar ist. Das folgende Beispiel scheitert daher:
f:sin(a*x);
with_slider_draw(
a,makelist(i/2,i,1,10),
title=concat("a=",float(a)),
grid=true,
explicit(f,x,0,10)
)$
Wenn Maxima explizit gebeten wird, den Wert einzusetzen, funktioniert der Befehl stattdessen:
f:sin(a*x);
with_slider_draw(
b,makelist(i/2,i,1,10),
title=concat("a=",float(b)),
grid=true,
explicit(
subst(a=b,f),
x,0,10
)
)$
Strenggenommen kein Feature von wxMaxima. Aber Maxima erlaubt auf vielen Systemen das folgende Beispiel von Mario Rodriguez auszuführen:
load(draw);
/* Parabola in window #1 */
draw2d(terminal=[wxt,1],explicit(x^2,x,-1,1));
/* Parabola in window #2 */
draw2d(terminal=[wxt,2],explicit(x^2,x,-1,1));
/* Paraboloid in window #3 */
draw3d(terminal=[wxt,3],explicit(x^2+y^2,x,-1,1,y,-1,1));
Die “Plotte mittels Draw”-Seitenleiste enthält einen Codegenerator, der es erlaubt, einen Teil der Flexibilität des draw-Pakets von Maxima zu nutzen.
Generiert einen draw()
-Befehl, der mittels der anderen Knöpfe der Seitenleiste mit einer 2D-Szene gefüllt werden kann.
Dieser Knopf ist hauptsächlich dann praktisch, wenn eine Animation erstellt werden soll: Ein sich bewegendes flaches Diagramm ist einfacher abzulesen, als ein räumliches Solches.
Wie “2D”, aber für dreidimensionale Diagramme.
Fügt den aktuellen draw()
-Befehl den Plot einer Kurve wie sin(x)
, x*sin(x)
oder x^2+2*x-4
hinzu. Besteht noch kein draw()
-Befehl, wird automatisch eine 2D-Szene erzeugt.
Markiert alle Punkte, an denen eine Bedingung wie y=sin(x)
, y*sin(x)=3
oder x^2+y^2=4
erfüllt ist und zeichnet diese Kurve in das aktuelle Diagramm ein. Gibt es kein aktuelles Diagramm, wird ein 2D-Diagramm erzeugt.
Bewegt eine Variable von einem Start- zu einem Endwert und verwendet getrennte Ausdrücke wie t*sin(t)
und t*cos(t)
, um die x-, die y- (und in 3D-Diagrammen auch die z-) Koordinaten zu generieren.
Zeichnet eine Reihe von Punkten, die optional miteinander verbunden werden. Die Koordinaten der Punkte können aus einer Liste von Listen, einem 2-dimensionalen Array oder einer Liste oder einem Array pro Axe entnommen werden.
Bestimmt den Titel des Diagramms.
Die Einstellungen für die Achsen.
(Only for 3D plots): Adds contour lines similar to the ones one can find in a map of a mountain to the plot commands that follow in the current draw()
command and/or to the ground plane of the diagram. Alternatively this wizard allows skipping drawing the curves entirely only showing the contour plot.
Fügt einen Eintrag zur Legende hinzu, der für die nächsten Objekte gilt. Ein leerer Name bedeutet, dass die nun folgenden Objekte keinen eigenen Eintrag erhalten.
Setzt die Linienfarbe für die die nun folgenden Objekte.
Setzt die Füllfarbe für die nun folgenden Objekte des aktuellen draw
-Kommandos.
Ein Assistent, der die Gitterlinien einzustellen hilft.
Erlaubt das Wählen zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Erstellung der folgenden Kurven.
Das .wxmx
-Dateiformat erlaubt es, Bilder per Drag-And-Drop einzubetten. Es ist aber auch möglich, Maxima anzuweisen, Bilder einzubauen:
Der Konfigurationsdialog von wxMaxima bietet an, zwei Dateien mit Maxima-Befehlen zu bearbeiten:
maxima-init.mac
wxmaxima-init.mac
These files are in the Maxima user directory (usually maxima
in Windows, .maxima
otherwise) in the user’s home directory / user profile directory. The location can be found out with the command: maxima_userdir;
wxsubscripts
informiert Maxima, welche Variablen mit Unterstrich (z.B. R_150
) in Variablen mit Subscript konvertieren soll. Details werden unter wxdeclare_subscript
beschrieben.wxfilename
: Diese Variable sagt, welchen Dateinamen das Arbeitsblatt laut wxMaxima besitzt.wxplot_pngcairo
sagt Maxima, ob es versuchen soll, gnuplot zu instruieren, pngcairo zu nutzen, um hochqualitative Bilder zu nutzen.wxplot_size
legt die Größe eingebetteter Diagramme fest.wxchangedir
: Normalerweise setzt wxMaxima Maxima’s Arbeitsverzeichnis auf dasjenige, in dem sich das Arbeitsblatt befindet. Dies ist praktisch, wenn Maxima auf Dateien zugreifen soll (z.B. via read_matrix
). Unter Windows geht dieses Feature manchmal schief und kann daher auf false
gesetzt werden.wxanimate_framerate
: Die Geschwindigkeit, mit der Animationen abgespielt werden sollen.wxanimate_autoplay
: Sollen Animationen automatisch abgespielt werden?Die Funktion table_form()
konvertiert 2D-Listen in eine lesbare Tabellenform. Das abschließende done
kann durch Verwendung eines $
anstelle eines ;
unterdrückt werden.
Das folgende Beispiel zeigt das Zusammensetzen der Listen für solch eine Tabelle.
Da Matrizen effektiv Listen von Listen sind, können auch sie in Tabellen verwandelt werden.
wxMaxima bietet einige Funktionen für das Melden von Fehlern an:
wxbuild_info()
sammelt Informationen über die derzeit ausgeführte Version von wxMaximawxbug_report()
sagt, wo und wie Fehler gemeldet werden könnenDer box()
-Befehl stellt sein Argument in wxMaxima rot dar.
Maxima und wxMaxima kommunizieren über ein lokales Netzwerk miteinander. Dies kann durch eine übereifrige Firewall unterbunden werden, die auch Verbindungen innerhalb des Rechners verbietet. Manchmal ist es schwer, herauszufinden, welches Programm erlaubt sein soll, da Maxima manchmal unter Namen wie sbcl, gcl, ccl, lisp.exe oder ähnlichen firmiert.
Auf Unix/Linux-Rechnern kann ein weiterer Grund sein, dass das “loopback”-Netzwerkgerät nicht korrekt eingestellt ist.
Die meisten xml-basierten Formate sind von ihrem Inhalt her einfache .zip-Dateien. wxMaxima schaltet bei ihnen die Kompression nicht ein, weswegen ihr Inhalt in einem normalen Texteditor lesbar ist.
Wenn die Zip-Signatur am Ende der Datei intakt ist, kann man die Datei nach wxmx~
-Datei.
Und auch wenn diese Datei nicht existiert: Eine .wxmx
-Datei ist ein Containerformat, und der XML-Anteil wird unkomprimiert gespeichert. Es ist möglich, die .wxmx
-Datei in eine .txt
Datei umzubenennen und mit einem Texteditor den XML-Anteil der Datei (beginnt mit <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
und endet mit </wxMaximaDocument>
zu sichern. Vor und nach diesem Text wird unlesbarer (binärer) Inhalt im Texteditor sichtbar sein).
Wird eine Textdatei mit diesem Text (z.B. indem er mit Copy+Paste in eine neue Datei eingefügt wird) als .xml
-Datei gespeichert, weiß wxMaxima, wie man den Text-Teil des Dokuments rekonstruiert.
Normalerweise gibt wxMaxima erst etwas aus, wenn die komplette Ausgabe steht. Das disp
-Kommando wird hingegen sofort ausgeführt:
for i:1 thru 10 do (
disp(i),
/* (sleep n) ist eine Lisp-Funktion, die mit einem */
/* "?" Zeichen vorher verwendet werden kann. */
/* Sie verzögert die Programmausführung für n Sekunden */
/* (in diesem Beispiel: für 3 Sekunden). */
?sleep(3)
)$
wxMaxima konnte die Datei, die Maxima gnuplot instruiert hat, zu generieren, nicht lesen.
Mögliche Gründe für diesen Fehler sind:
implicit_plot
wurde verwendet, ohne vorher via load()
geladen zu werden.maxima_userdir
zeigt in einer .gnuplot-Datei geschrieben.Der Wert für den Parameter, der bei der Animation variiert werden soll, war für Maxima nicht sichtbar. Ein explizites subst()
behebt dieses Problem, wie in einem Beispiel weiter oben gezeigt wird.
Es gibt zwei Rückgängigmach- Funktionen, die beide die wichtige Information enthalten können:
%o20
) zugewiesen wurde, kann diese Marke eingegeben werden und der betreffende Text erscheint.Ein möglicher Grund ist, dass Maxima nicht dort gefunden worden kann, wo dies in wxMaxima’s Konfigurationsdialog angegeben ist. Korrektur des dort angegebenen Pfades zum Programm löst dieses Problem.
Theoretisch kann es passieren, daß wxMaxima nicht erkennt, dass Maxima mit der Berechnung fertig ist und daher nie neue Befehle an Maxima sendet. In diesem Fall kann der Befehl ‘Trigger Evaluation’ die Synchronisation wieder herstellen.
SBCL reserviert gleich beim Hochfahren allen Speicher, den es im Betrieb nutzen will. Wird mehr Speicher benöigt, muss ihm über den Kommandozeilenparameter --dynamic-space-size
gesagt werden, wie viel Speicher benötigt wird. SBCL kann nur in etwa die Hälfte des freien Speichers des Systems verwenden. Auf 32-Bit-Rechnern ist dies meist unter 999 Megabytes. Auf 64-Bit-Systemen können mehr als 1280 MB verwendet werden, was notwendig ist um das Lapack-Paket zu compilieren.
Kommandozeilenparameter für Maxima (und daher für SBCL) können in wxMaxima’s Konfigurationsdialog eingegeben werden.
Das Installieren von ibus-gtk
behebt dieses Problem meist. Auf (https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/wxwidgets3.0/+bug/1421558) findet man genauere Angaben dazu.
Wenn Maxima mittels sbcl compiliert wurde, können die folgenden Befehle zur .sbclrc
hinzugefügt werden:
Wo diese Datei abgelegt werden muss, ist systemabhängig. Aber ein mit sbcl compiliertes Maxima kann durch den folgenden Befehl verleitet werden, den Ort zu nennen:
:lisp (sb-impl::userinit-pathname)
Das Arbeitsblatt enthält png-Dateien. wxMaxima erlaubt dem User anzugeben, wo sie generiert werden sollen:
Wenn ein unterschiedliches Format benutzt wird, ist es einfacher, Bilder zu generieren und dann in das Arbeitsblatt zu importieren:
load("draw");
pngdraw(name,[contents]):=
(
draw(
append(
[
terminal=pngcairo,
dimensions=wxplot_size,
file_name=name
],
contents
)
),
show_image(printf(false,"~a.png",name))
);
pngdraw2d(name,[contents]):=
pngdraw(name,gr2d(contents));
pngdraw2d("Test",
explicit(sin(x),x,1,10)
);
Nicht direkt bei Maxima. Aber es gibt Gnuplot-Kommandos dafür:
Ja, gibt es. Geben Sie einfach die folgenden Zeilen im LaTeX-Vorspann (z.B. indem sie das entsprechende Feld im Konfigurationsdialog (“Exportieren”->“Zusätzliche Zeilen für die LaTeX preamble”) angeben.
Wenn wxWidgets neu genug ist, sollte wxMaxima sich automatisch im Dark Mode befinden, wenn der Rest des Betriebssystems es ist. Das Arbeitsblatt selbst besitzt standardmäßig einen hellen Hintergrund. Dies kann aber über die Konfiguration geändert werden. Als Alternative erlaubt Ansicht/Invertiere die Helligkeit des Arbeitsblattes
, das Arbeitsblatt schnell zwischen hell und dunkel umzustellen.
wxMaxima lagert große Aufgaben, wie das Interpretieren des >1000-Seiten-Handbuchs von Maxima an Hintergrundtasks aus. Solange die Ergebnisse dieser Tasks nicht benötigt werden, kann während dieser Zeit ganz normal weitergearbeitet werden. Wird aber eine Aktion ausgeführt, für die die Ergebnisse eines Tasks benötigt werden, muss wxMaxima warten, bis dieser beendet ist.
Die meisten Betriebssysteme bieten unkompliziertere Arten, um ein GUI-Programm zu starten, als die Kommandozeile. wxMaxima bietet trotzdem mehrere Kommandozeilenoptionen an.
-v
oder --version
: Gibt die Versionsnummer aus-h
oder --help
: Gibt einen kurzen Hilfetext aus-o
oder --open=<str>
: Öffnet den Dateinamen, der als Argument dieser Kommandozeilenoption angegeben wurde.-e
oder --eval
: Evaluiere die Datei nach dem Öffnen.-b
oder --batch
: Nach dem Öffnen werden alle Code-Zellen der Datei(en) evaluiert und die Datei danach geschlossen. Dies ist beispielsweise praktisch, wenn Maxima Dateien generiert. Wenn Maxima Fehler detektiert, wird dieser Vorgang abgebrochen, eventuelle Fragen an den User (Mathematik ist an einigen Stellen ein interaktiver Prozess) werden wie üblich an den User weitergereicht.--logtostdout
: Gebe alle all Debug-Nachrichten auch auf die Konsole aus.--pipe
: Gebe die Nachrichten von Maxima auch auf die Konsole aus.--exit-on-error
: Schließe wxMaxima, wenn Maxima einen Fehler detektiert.-f
oder --ini=<str>
: Speichere die Konfiguration in der Datei <str>
-u
, --use-version=<str>
: Verwende Maxima-Version <str>
-l
, --lisp=<str>
: Verwende ein Maxima, das mit dem Lisp Compiler <str>
compiliert wurde.-X
, --extra-args=<str>
: Erlaubt, Maxima zusätzliche Argumente mitzugeben-m
oder --maxima=<str>
: Sagt, wo die ausführbare Datei von maxima liegt.Manche Betriebssysteme verwenden bei Kommandozeilenparametern einen Schrägstrich statt eines Minuszeichens.