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.
In the open-source domain, big systems are normally split into smaller projects that are easier to handle for small groups of developers. For example a CD burner program will consist of a command-line tool that actually burns the CD and a graphical user interface that allows users to implement it without having to learn about all the command line switches and in fact without using the command line at all. One advantage of this approach is that the developing work that was invested into the command-line program can be shared by many programs: The same CD-burner command-line program can be used as a âsend-to-CDâ-plug-in for a file manager application, for the âburn to CDâ function of a music player and as the CD writer for a DVD backup tool. Another advantage is that splitting one big task into smaller parts allows the developers to provide several user interfaces for the same program.
Ein Computer-Algebrasystem (CAS) wie Maxima ist hervorragend für diesen Ansatz geeignet: Es kann die Logik hinter einem Taschenrechner 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.
Extensive documentation for Maxima is available in the internet. Part of this documentation is also available in wxMaximaâs help menu. Pressing the Help key (on most systems the F1 key) causes _wxMaxima_âs context-sensitive help feature to automatically jump to _Maxima_âs manual page for the command at the cursor.
WxMaxima is a graphical user interface that provides the full functionality and flexibility of Maxima. WxMaxima offers users a graphical display and many features that make working with Maxima easier. For example wxMaxima allows one to export any cellâs contents (or, if that is needed, any part of a formula, as well) as text, as LaTeX or as MathML specification at a simple right-click. Indeed, an entire workbook can be exported, either as a HTML file or as a LaTeX file. Documentation for wxMaxima, including workbooks to illustrate aspects of its use, is online at the wxMaxima help site, as well as via the help menu.
wxMaxima lässt alle Berechnungen im Hintergrund durch das Kommandozeilen-Werkzeug Maxima durchführen.
Much of wxMaxima is self-explaining, but some details require attention. This site contains a number of workbooks that address various aspects of wxMaxima. Working through some of these (particularly the “10 minute (wx)Maxima tutorial”) will increase oneâs familiarity with both the content of Maxima and the use of wxMaxima to interact with Maxima. This manual concentrates on describing aspects of wxMaxima that are not likely to be self-evident and that might not be covered in the online material.
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. Wenn eine Zelle ausgewertet wird, werden alle Maxima-Befehle (nur) dieser Zelle als Batch-Befehle ausgewertet. Man kann auch mehrere Zellen ausäwhlen und gleichzeitig auswählen. Oder das gesamte Arbeitsblatt auf einmal auswerten WxMaxima’s Ansatz für die Auswertung von Befehlen mag seltsam erscheinen. Es vereinfacht aber die Arbeit mit großen Dokumenten (wo man nicht jede Änderung eine komplette Neu-Evaluierung des ganzen Dokuments auslösen will. Ausserdem ist dieser Ansatz für die Fehlersuche praktisch.
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. Der %o
-Label den Maxima automatisch erzeugt, ist trotzdem verwendbar.
Außer Code-Zellen kennt wxMaxima auch Textzellen 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 (Titelzellen, Untertitelzellen, Textzellen, Eingabe/Ausgabezellen und eine Bildzelle).
Das Arbeitsblatt ist in Zellen aufgeteilt. WxMaxima kennt die folgenden Zelltypen:
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 eine nicht-mathematische Zelle (Überschrift, Text, etc.) erzeugt wurde, wird alles was eingetippt wird, als Text interpretiert.
Ein Kommentar (wie in der Programmiersprache C) kann als Teil einer Mathematik-Eingabezelle eingegeben werden: /* Dieser Kommentar wird von Maxima ignoriert */
.
“/*
” markiert den Beginn des Kommentars, “*/
” das Ende.
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. wxMaxima wechselt zwischen ihnen nach Bedarf:
When you start wxMaxima, you will only see the blinking horizontal cursor. If you start typing, a math cell will be automatically created and the cursor will change to a regular vertical one (you will see a right arrow as “prompt”, after the Math cell is evaluated (CTRL+ENTER), you will see the labels, e.g. (%i1)
, (%o1)
).
Möglicherweise wollen Sie einen anderen Zelltyp erzeugen (im “Zellen” Menü), vielleicht eine Titelzelle oder Textzelle, die beschreibt, was das Arbeitsblatt machen wird, wenn Sie beginnen, ein Arbeitsblatt zu erstellen.
Wenn Sie zwischen den Zellen navigieren, sehen Sie den (blinkenden) horizontalen Cursor. An dieser Stelle können Sie eine Zelle einfügen - entweder eine mathematische Eingabezelle, indem einfach der Maxima-code eingegeben wird), oder eine andere Zelle (unter Verwendung des Zellen-Menüs).
Die Befehle in einer Codezelle werden ausgeführt, sobald die CTRL+ENTER, SHIFT+ENTER oder ENTER Taste im Nummernblock gedrückt wird. Standardmässig nimmt wxMaxima Befehle mit CTRL+ENTER oder SHIFT+ENTER entgegen, aber wxMaxima kann auch konfiguriert werden, dass Befehle nach ENTER ausgeführt werden.
WxMaxima versucht, automatisch die Namen von Befehlen oder Variablen zu vervollständigen, wenn der Menüpunkt (Zellen/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 Zeichencodierung, die englischen Text wie gewohnt aussehen 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 der Tastatur einzugeben:
Zeichen | Griechischer Buchstabe | Zeichen | Griechischer Buchstabe | Zeichen | Griechischer Buchstabe |
---|---|---|---|---|---|
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 |
You can also use the “Greek letters”-sidebar to enter the Greek letters.
Attention: Lookalike characters > > Several Latin letters look like the Greek letters, e.g. the Latin letter “A” > and the Greek letter “Alpha”. Although they look identical, they are two > different Unicode characters, represented by different Unicode code points (numbers). > > This might be problematic, if you assign a value to the Variable A and later use the Greek letter Alpha to do something with this variable, especially on printouts. > For the greek letter my (which is also used as prefix for micro) there are also two > different unicode code points. > > The “Greek letters”-sidebar therefore has the option, that lookalike characters > are not available (which can be changed using a right-click menu).
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 | square 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 to |
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 |
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 |
You can also use the “Symbols”-sidebar to enter these Mathematical symbols.
If a special symbol isnât in the list, it is possible to input arbitrary Unicode characters by pressing ESC [number of the character (hexadecimal)] ESC. Additionally the “symbols” sidebar has a right-click menu that allow to display a list of all available unicode symbols one can add to this toolbar or to the worksheet.
ESC61ESC erzeugt daher ein a
.
Please note that most of these symbols (notable exceptions are the logic symbols) do not have a special meaning in Maxima and therefore will be interpreted as ordinary characters. If Maxima is compiled using a Lisp that doesnât support Unicode characters they might cause an error message.
Es kann passieren, dass z.B. griechische Buchstaben oder mathematische Symbole in der ausgewählten Schriftart nicht vorhanden sind, dann können sie nicht dargestellt werden.Um das Problem zu lösen, bitte eine andere Schriftart wählen (Bearbeiten -> Einstellungen -> Stil).
wxMaxima will replace several Unicode characters with their respective Maxima expressions, e.g. “²” with “^2”, “³” with “^3”, the square root sign with the function sqrt()
, the (mathematical) Sigma sign (which is not the same unicode character as the corresponding greek letter) with sum()
, etc.
Shortcuts to the most important Maxima commands, things like a table of contents, windows with debug messages or a history of the last issued commands can be accessed using the side panes. They can be enabled using the “View” menu. They all can be moved to other locations inside or outside the wxMaxima window. Other useful panes is the one that allows to input Greek letters using the mouse.
In the “table of contents” side pane, one can increase or decrease a heading by just clicking on the heading with the right mouse button and select the next higher or lower heading type.
Several word processors and similar programs either recognize MathML input and automatically insert it as an editable 2D equation - or (like LibreOffice) have an equation editor that offers an âimport MathML from clipboardâ feature. Others support RTF maths. WxMaxima, therefore, offers several entries in the right-click menu.
WxMaxima unterstützt einige Markdown-Kommandos, die nicht mit Konstrukten kollidieren, die in mathematischen Formeln vorkommen. Eines dieser Elemente sind Aufzählungen:
Ordinary text
* One item, indentation level 1
* Another item at indentation level 1
* An item at a second indentation level
* A second item at the second indentation level
* A third item at the first indentation level
Ordinary text
WxMaxima erkennt Text, der mit einem >
beginnt, als ein Zitat:
Ordinary text > quote quote quote quote > quote quote quote quote > quote quote quote quote Ordinary text
Die TeX- und HTML-Ausgabe von WxMaxima erkennt auch =>
und ersetzt es durch das entsprechende Unicode-Symbol:
cogito => sum.
Andere Symbole, die vom HTML- und TeX-Export erkannt werden, sind <=
und >=
(Vergleichsoperatoren), ein Doppelpfeil (<=>
), einfache Pfeile (<->
, ->
und <-
) und +/-
. Die TeX-Ausgabe erkennt zusätzlich <<
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
files are ordinary text files that contain Maxima commands. They can be read using _Maxima_âs batch()
or load()
command or _wxMaxima_âs File/Batch File menu entry.
One example is shown below. Quadratic.mac
defines a function and afterward generates a plot with wxdraw2d()
. Afterward the contents of the file Quadratic.mac
are printed and newly defined function f()
is evaluated.
batch()
Achtung: Obwohl die Datei Quadratic.mac
eine übliche Maxima-extension hat (.mac
), kann sie nur durch wxMaxima verarbeitet werden, der Befehl wxdraw2d()
ist eine wxMaxima-Erweiterung für Maxima.
You can be use .mac
files for writing your own library of macros. But since they donât contain enough structural information they cannot be read back as a wxMaxima session.
.wxm
files contain the worksheet except for Maxima’s output. On Maxima versions >5.38 they can be read using Maxima’s load()
function just as .mac files can be. With this plain-text format, it sometimes is unavoidable that worksheets that use new features are not downwards-compatible with older versions of wxMaxima.
This is just a plain text file (you can open it with a text editor), containing the cell contents as some special Maxima comments.
It starts with the following comment:
/* [wxMaxima batch file version 1] [ DO NOT EDIT BY HAND! ]*/ /* [ Created with wxMaxima version 24.02.2_DevelopmentSnapshot ] */
And then the cells follow, encoded as Maxima comments, e.g. a section cell:
/* [wxMaxima: section start ]
Title of the section
[wxMaxima: section end ] */
or (in a Math cell the input is of course not commented out (the output is not saved in a wxm
file)):
/* [wxMaxima: input start ] */
f(x):=x^2+1$
f(2);
/* [wxMaxima: input end ] */
Images are Base64 encoded with the image type as first line):
/* [wxMaxima: image start ]
jpg
[very chaotic looking character sequence]
[wxMaxima: image end ] */
A page break is just one line containing:
/* [wxMaxima: page break ] */
And folded cells marked by:
/* [wxMaxima: fold start ] */
...
/* [wxMaxima: fold end ] */
Dieses XML basiertes Dateiformat enthält das gesamte Arbeitsblatt, inklusive Eigenschaften wie den Zoom-Faktor oder die Watchlist. Es ist das empfohlene Dateiformat für wxMaxima-Arbeitsblätter.
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.
After the next start, plots embedded into the worksheet will be created with this size if the value of wxplot_size
isn’t changed by maxima.
In order to set the plot size of a single graph only use the following notation can be used that sets a variableâs value for one command only:
wxdraw2d(
explicit(
x^2,
x,-5,5
)wxplot_size=[480,480]$ ),
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:
If you are using Unix/Linux, the configuration information will be saved in a file .wxMaxima
in your home directory (if you are using wxWidgets < 3.1.1), or .config/wxMaxima.conf
((XDG-Standard) if wxWidgets >= 3.1.1 is used). You can retrieve the wxWidgets version from the command wxbuild_info();
or by using the menu option Help->About. wxWidgets is the cross-platform GUI library, which is the base for wxMaxima (therefore the wx
in the name). (Since the filename starts with a dot, .wxMaxima
or .config
will be hidden).
Unter Windows wird die Konfiguration in der Registry unter HKEY_CURRENT_USER\Software\wxMaxima
gespeichert.
WxMaxima is primarily a graphical user interface for Maxima. As such, its main purpose is to pass along commands to Maxima and to report the results of executing those commands. In some cases, however, wxMaxima adds functionality to Maxima. _WxMaxima_âs ability to generate reports by exporting a workbookâs contents to HTML and LaTeX files has been mentioned. This section considers some ways that wxMaxima enhances the inclusion of graphics in a session.
wxsubscripts
gibt an, wie (und ob) wxMaxima Variablennamen automatisch tiefstellen wird:
Falls es false
gesetzt wird, wird die Funktion deaktiviert, wxMaxima wird nicht Teile von Variablennamen nach einem Unterstrich tiefstellen.
Falls es auf 'all
gesetzt wird, wird alles nach einem Unterstrich tiefgestellt.
Wenn es auf true
gesetzt ist, werden Variablennamen im Format x_y
mit einem tiefgestellten y
dargestellt, wenn
Entweder x
oder y
ist eine einzelnes Zeichen - oder y
ist eine ganze Zahl (kann mehr als ein Zeichen lang sein).
If the variable name doesnât match these requirements, it can still be declared as “to be subscripted” using the command wxdeclare_subscript(variable_name);
or wxdeclare_subscript([variable_name1,variable_name2,...]);
Declaring a variable as subscripted can be reverted using the following command: wxdeclare_subscript(variable_name,false);
You can use the menu “View->Autosubscript” to set these values.
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 normally instructs the external program gnuplot to open a separate window for every diagram it creates. Since many times it is convenient to embed graphs into the worksheet instead wxMaxima provides its own set of plot functions that donât differ from the corresponding maxima functions save in their name: They are all prefixed by a âwxâ.
Die folgenden Plot-Funktionen haben wx-Äquivalente:
wxMaxima’s plot function | Maxima’s plot function |
---|---|
wxplot2d() |
plot2d |
wxplot3d() |
plot3d |
wxdraw2d() |
draw2d |
wxdraw3d() |
draw2d |
wxdraw() |
draw |
wximplicit_plot() |
implicit_plot |
wxhistogram() |
histogram |
wxscatterplot() |
scatterplot |
wxbarsplot() |
barsplot |
wxpiechart() |
piechart |
wxboxplot() |
boxplot |
If a wxm
-file is read by (console) Maxima, these functions are ignored (and printed as output, as other unknown functions in Maxima).
Wie bereits beschrieben kann die Größe von Diagrammen mittels der Variable wxplot_size
definiert werden. Die plot-Funktionen von wxMaxima beachten den Inhalt dieser Variablen, die die Größe von Plots in Pixeln angibt. Ihr Inhalt kann jederzeit ausgelesen oder geändert werden:
wxplot_size:[1200,800]$
wxdraw2d(
explicit(
sin(x),
x,1,10
) )$
Wenn die Größe nur des aktuellen Diagramms geändert werden soll, erlaubt Maxima dies für die aktuelle Zelle zu machen. In diesem Beispiel wird wxplot_size = [wert1, wert2]
an den wxdraw2d( )
Befehl angehängt, es ist nicht Teil des wxdraw2d
Befehls.
wxdraw2d(
explicit(
sin(x),
x,1,10
)wxplot_size=[1600,800]$ ),
Setting the size of embedded plot with wxplot_size
works for embedded plots using e.g. wxplot
, wxdraw
, wxcontour_plot
and wximplicit_plot
commands and for embedded animations with with_slider_draw
and wxanimate
commands.
Gnuplot doesnât seem to provide a portable way of determining whether it supports the high-quality bitmap output that the Cairo library provides. On systems where gnuplot is compiled to use this library the pngCairo option from the configuration menu (that can be overridden by the variable wxplot_pngcairo
) enables support for antialiasing and additional line styles. If wxplot_pngCairo
is set without gnuplot supporting this the result will be error messages instead of graphics.
Wenn ein Diagramm mittels einem wxdraw
-ähnlichen Befehl erstellt wurde (wxplot2d
und wxplot3d
werden hier nicht unterstützt) 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 auch als animierte .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(
makelist(i,i,1,360,3),
α,title=sconcat("α=",α),
surface_hide=true,
contour=both,
view=[60,α],
explicit(
sin(x)*sin(y),
x,-Ï,Ï,
y,-Ï,Ï
) )$
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*Ï,.05*Ï),
title=sconcat("α=",α),
surface_hide=true,
contour=both,
view=[60,30+5*sin(t)],
explicit(
sin(x)*y^2,
x,-2*Ï,2*Ï,
y,-2*Ï,2*Ï
) )$
Wer plot
draw
vorzieht, dem steht ein zweiter Satz an Funktionen zur Verfügung:
with_slider
and - wxanimate
.Die Standard-Bildwiederholrate 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:
wxanimate(a, 10,
sin(a*x), [x,-5,5]), wxanimate_framerate=6$
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) )$
If _Maxima_ is explicitly asked to substitute the sliderâs value plotting
works fine instead:
```maxima
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
)
)$
While not being provided by wxMaxima this feature of Maxima (on setups that support it) sometimes comes in handily. The following example comes from a post from Mario Rodriguez to the Maxima mailing list:
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));
Mehrere Diagramme im gleichen Fenster plotten ist auch möglich:
wxdraw(
gr2d(
key="sin (x)",grid=[2,2],
explicit(sin(x),x,0,2*%pi)),
gr2d(
key="cos (x)",grid=[2,2],
explicit(cos(x),x,0,2*%pi))
);
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.
One helpful feature of the 2D button is that it allows to set up the scene as an animation in which a variable (by default it is t) has a different value in each frame: Often a moving 2D plot allows easier interpretation than the same data in a non-moving 3D one.
Generates the skeleton of a draw()
command that draws a 3D scene. If neither a 2D nor a 3D scene is set up, all of the other buttons set up a 2D scene that contains the command the button generates.
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. Jede Szene kann beliebig viele Plots beinhalten.
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 Achse 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 nun folgenden Plots des aktuellen draw-Befehls.
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.
If the .wxmx
file format is being used embedding files in a wxMaxima project can be done as easily as per drag-and-drop. But sometimes (for example if an imageâs contents might change later on in a session) it is better to tell the file to load the image on evaluation:
maxima show_image("man.png");
Der Konfigurationsdialog von wxMaxima bietet an, zwei Dateien mit Maxima-Befehlen zu bearbeiten:
maxima-init.mac
- one file of additional commands that are executed if wxMaxima is starting Maxima: wxmaxima-init.mac
Diese Dateien liegen im Benutzerverzeichnis von Maxima, normalerweise im Ordner .maxima
im Home-Verzeichnis. Der genaue Ort kann über das Kommando maxima_userdir;
ermittelt werden.
wxsubscripts
tells Maxima if it should convert variable names that contain an underscore (R_150
or the like) into subscripted variables. See wxdeclare_subscript
for details which variable names are automatically converted. - wxfilename
: This variable contains the name of the file currently opened in wxMaxima. - wxdirname
: This variable contains the name the directory, in which the file currently opened in wxMaxima is. - wxplot_pngcairo
tells whether wxMaxima tries to use _gnuplot_âs pngcairo terminal that provides more line styles and a better overall graphics quality. - wxplot_size
defines the resolution of embedded plots. - wxchangedir
: On most operating systems wxMaxima automatically sets _Maxima_âs working directory to the directory of the current file. This allows file I/O (e.g. by read_matrix
) to work without specifying the whole path to the file that has to be read or written. On Windows this feature sometimes causes error messages and therefore can be set to false
from the config dialogue. - wxanimate_framerate
: The number of frames per second the following animations have to be played back with. - wxanimate_autoplay
: Automatically play animations by default? - wxmaximaversion
: Returns the version number of wxMaxima. - wxwidgetsversion
: Returns the wxWidgets version wxMaxima is using.The function table_form()
displays a 2D list in a form that is more readable than the output from _Maxima_âs default output routine. The input is a list of one or more lists. Like the “print” command, this command displays output even when ended with a dollar sign. Ending the command with a semicolon results in the same table along with a “done” statement.
table_form(
[1,2],
[3,4]
[
] )$
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 provides a few functions that gather bug reporting information about the current system:
wxbuild_info()
gathers information about the currently running version of wxMaxima - wxbug_report()
tells how and where to file bugsMaxima’s box()
command causes wxMaxima to print its argument with a red foreground, if the second argument to the command is the text highlight
.
WxMaxima’s help menu provides access to the Maxima and wxMaxima manual, tips, some example worksheets and in command line Maxima included demos (the demo()
command).
Please notice, that the demos write:
~~~ At the ’_’ prompt, type ‘;’ and
That is valid for command-line Maxima, however in wxMaxima by default it is necessary to continue the demonstration with: CTRL+ENTER
(That can be configured in the Configure->Worksheet->“Hotkeys for sending commands to Maxima” menu.)
Since Maxima (the program that does the actual mathematics) and wxMaxima (providing the easy-to-use user interface) are separate programs that communicate by the means of a local network connection. Therefore the most probable cause is that this connection is somehow not working. For example, a firewall could be set up in a way that it doesnât just prevent unauthorized connections from the internet (and perhaps intercept some connections to the internet, too), but also blocks inter-process-communication inside the same computer. Note that since Maxima is being run by a Lisp processor the process communication that is blocked does not necessarily have to be named “maxima”. Common names of the program that opens the network connection would be sbcl, gcl, ccl, lisp.exe, or similar names.
On Unix computers another possible reason would be that the loopback network that provides network connections between two programs in the same computer isnât properly configured.
Die meisten modernen 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.
If the zip signature at the end of the file is still intact after renaming a broken .wxmx
file to .zip
most operating systems will provide a way to extract any portion of the information that is stored inside it. This can be done when there is a need of recovering the original image files from a text processor document. If the zip signature isnât intact that does not need to be the end of the world: If wxMaxima during saving detected that something went wrong there will be a .wxmx~
file whose contents might help.
And even if there isnât such a file: The .wxmx
file is a container format and the XML portion is stored uncompressed. It it is possible to rename the .wxmx
file to a .txt
file and to use a text editor to recover the XML portion of the file’s contents (it starts with <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
and ends with </wxMaximaDocument>
. Before and after that text you will see some unreadable binary contents in the text editor).
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.
ausgeführt wird
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) is a Lisp function, which can be used */
/* with the character "?" before. It delays the */
/* program execution (here: for 3 seconds) */
sleep(3)
? )$
dargestellt
wxMaxima konnte die Datei, die Maxima gnuplot instruiert hat, zu generieren, nicht lesen.
Mögliche Gründe für diesen Fehler sind:
implicit_plot
but this package was not loaded by _Maxima_âs load()
command before trying to plot. - Maxima tried to do something the currently installed version of gnuplot isnât able to understand. In this case, a file ending in .gnuplot
located in the directory, which _Maxima_âs variable maxima_userdir
is pointing, contains the instructions from Maxima to gnuplot. Most of the time, this fileâs contents therefore are helpful when debugging the problem. - Gnuplot was instructed to use the pngCairo library that provides antialiasing and additional line styles, but it was not compiled to support this possibility. Solution: Uncheck the “Use the Cairo terminal for the plot” checkbox in the configuration dialog and donât set wxplot_pngCairo
to true from Maxima. - Gnuplot didnât output a valid .png
file.The value of the slider variable by default is only substituted into the expression that is to be plotted if it is visible there. Using a subst
command that substitutes the slider variable into the equation to plot resolves this problem. At the end of section Embedding animations into the spreadsheet, you can see an example.
Es gibt zwei Rückgängigmach- Funktionen, die beide die wichtige Information enthalten können:
maxima playback();
One possible reason is that Maxima cannot be found in the location that is set in the âMaximaâ tab of _wxMaxima_âs configuration dialog and therefore wonât run at all. Setting the path to a working Maxima binary should fix this problem.
It is theoretically possible that wxMaxima doesnât realize that Maxima has finished calculating and therefore never gets informed it can send new data to Maxima. If this is the case âTrigger evaluationâ might resynchronize the two programs.
Speicher
The Lisp compiler SBCL by default comes with a memory limit that allows it to run even on low-end computers. When compiling a big software package like Lapack or dealing with extremely big lists of equations this limit might be too low. In order to extend the limits, SBCL can be provided with the command line parameter --dynamic-space-size
that tells SBCL how many megabytes it should reserve. A 32bit Windows-SBCL can reserve up to 999 Megabytes. A 64-bit SBCL version running on Windows can be instructed to use more than the about 1280 Megabytes compiling Lapack needs.
One way to provide Maxima (and thus SBCL) with command line parameters is the “Additional parameters for Maxima” field of _wxMaxima_âs configuration dialogue.
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.
verarbeitet
Wenn Maxima mittels SBCL compiliert wurde, können die folgenden Befehle zur .sbclrc
hinzugefügt werden:
commonlisp (setf sb-impl::*default-external-format* :utf-8)
The folder where this file has to be placed is system- and installation-specific. But any SBCL-based Maxima that already has evaluated a cell in the current session will happily tell where it can be found after getting the following command:
:lisp (sb-impl::userinit-pathname)
There seem to be issues with the Wayland Display Server and wxWidgets. WxMaxima may be affected, e.g. that sidebars are not moveable.
You can either disable Wayland and use X11 instead (globally) or just tell, that wxMaxima should use the X Window System by setting: GDK_BACKEND=x11
z.B. Wxmaxima wie folgt starten:
GDK_BACKEND=x11 wxmaxima
ausgeben?
Das Arbeitsblatt enthält png-Dateien. WxMaxima erlaubt dem User anzugeben, wo sie generiert werden sollen:
wxdraw2d(
file_name="test",
explicit(sin(x),x,1,10)
);
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:
wxdraw2d(
proportional_axis=xy,
explicit(sin(x),x,1,10)
wxplot_size=[1000,1000]; ),
Fehlermeldungen aus, wie
```
1 HIToolbox 0x00007ff80cd91726 _ZN15MenuBarInstance22EnsureAutoShowObserverEv + 102 2 HIToolbox 0x00007ff80cd912b8 _ZN15MenuBarInstance14EnableAutoShowEv + 52 3 HIToolbox 0x00007ff80cd35908 SetMenuBarObscured + 408 … ```
This might be an issue with the operating system. Disable the hiding of the menu bar (SystemSettings => Desktop & Dock => Menu Bar) might solve the issue. See wxMaxima issue #1746 for more information.
Ja. Verwenden Sie das LaTeX Paket “geometry” um die Größe der Ränder anzugeben.
You can add the following line to the LaTeX preamble (for example by using the respective field in the config dialogue (“Export”->“Additional lines for the TeX preamble”), to set borders of 1cm):
latex \usepackage[left=1cm,right=1cm,top=1cm,bottom=1cm]{geometry}
If wxWidgets is new enough, wxMaxima will automatically be in dark mode if the rest of the operating system is. The worksheet itself is by default equipped with a bright background. But it can be configured otherwise. Alternatively, there is a View/Invert worksheet brightness
menu entry that allows to quickly convert the worksheet from dark to bright and vice versa.
Sekunden
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.
Speziell wenn man neue Spracheinstellungen testet, kann eine Nachrichtenbox “locale ‘xx_YY’ can not be set” angezeigt werden.
(Dieses Problem kann bei anderen Anwendungen auch auftreten). Die Übersetzungen scheinen okay zu sein, nachdem auf ‘OK’ geklickt wurde. WxMaxima verwendet nicht nur die eigenen Übersetzungen sondern auch einige Übersetzungen des wxWidgets Frameworks.
Diese Übersetzungen sind möglicherweise im System nicht vorhanden. Auf Ubuntu/Debian Linux-Systemen können sie mit dpkg-reconfigure locales
erzeugt werden.
You can find these symbols in the Unicode sidebar (search for ‘double-struck capital’). But the selected font must also support these symbols. If they do not display properly, select another font.
Kommandozeilen-Maxima läuft?
Wenn wxMaxima verwendet wird, hat die Maxima-Variable maxima_frontend
den Wert wxmaxima. Die Maxima-Variable
maxima_frontend_version` enthält dann die wxMaxima-Version.
Wenn kein Frontend verwendet wird (Kommandozeilen-Maxima wird verwendet), dann haben diese Variablen den Wert false
).
Üblicherweise werden Programme mit einer graphischen Oberfläche einfach mit einem Mausklick auf ein Desktop-Icon oder einen Desktop-Menüeintrag gestartet. WxMaxima - falls es von der Kommandozeile aus gestartet wird - bietet doch einige Kommandozeilen-Optionen.
-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
or --batch
: If the command-line opens a file all cells in this file are evaluated and the file is saved afterward. This is for example useful if the session described in the file makes Maxima generate output files. Batch-processing will be stopped if wxMaxima detects that Maxima has output an error and will pause if Maxima has a question: Mathematics is somewhat interactive by nature so a completely interaction-free batch processing cannot always be guaranteed.--logtostderr
: Log all “debug messages” sidebar messages to stderr, too.--pipe
: Pipe messages from Maxima to stdout.--exit-on-error
: Close the program on any maxima error.-f
or --ini=<str>
: Use the init file that was given as an argument to this command-line switch-u
, --use-version=<str>
: Use maxima version <str>
.-l
, --lisp=<str>
: Use a Maxima compiled with Lisp compiler <str>
.-X
, --extra-args=<str>
: Allows to specify extra Maxima arguments-m
or --maxima=<str>
: allows specifying the location of the maxima binary--enableipc
: Lets Maxima control wxMaxima via interprocess communications. Use this option with care.--wxmathml-lisp=<str>
: Location of wxMathML.lisp (if not the built-in should be used, mainly for developers).Manche Betriebssysteme verwenden bei Kommandozeilenparametern einen Schrägstrich statt eines Minuszeichens.
wxMaxima is mainly developed using the programming language C++ using the wxWidgets framework, as build system we use CMake, a small part is written in Lisp. You can contribute to wxMaxima, join the wxMaxima project at https://github.com/wxMaxima-developers/wxmaxima, if you have knowledge of these programming languages and want to help and contribute to the open source project wxMaxima.
Aber nicht nur Programmierer sind notwendig! Sie können auch zu wxMaxima beitragen, indem Sie die Dokumentation verbessern, Fehler finden und melden (und vielleicht auch Fehlerlösungen) oder wxMaxima oder die Anleitung übersetzen helfen (Siehe die Readme-Datei im locale subdirectory, wie das übersetzen funktioniert.
Oder Fragen von anderen Benutzern im Diskussionsforum beantworten.
Der Quellcode von wxMaxima ist mit Doxygen hier dokumentiert.
Das Programm ist nahezu unabhängig, ausser einiger Systembibliotheken (und der wxWidgets-Bibliothek) sind keine externen Abhängigkeiten (z.B. externe Graphiken oder der Lisp-Teil (die wxMathML.lisp
-Datei) notwendig, diese Dateien sind alle in wxMaxima eingebaut.
Wenn Sie ein Entwickler sind und eine modifizierte wxmathML.lisp
-Datei verwenden wollen, ohne alles neu zu compilieren, kann mit der Kommandozeilenoption --wxmathml-lisp=<str>
eine andere Lisp-Datei verwendet werden, nicht die eincompilierte Variante.