GNU Octave
数值计算 · 矩阵运算 · MATLAB 替代
开源数值计算,语法接近 MATLAB,适合作业和原型。
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几何、代数和函数图像,课堂演示和自己推导都能用。
要画函数、几何或动态演示,不想写绘图代码。
做统计推断或大规模数据处理。
GeoGebra 是把几何、代数、表格、函数图像和统计放在同一个界面里的数学工具。它解决的是「把一个数学关系画出来看」——拖动一个点,图形、方程和数值同时跟着变,适合课堂演示和自己推导验证。
用法是输入即所得:在输入框写函数或点坐标,代数区与图形区同步更新;另有 CAS 视图做符号运算、3D 视图看立体关系。网页版、桌面版与移动端共用同一套文件格式,课件可以直接分享链接。
许可要留意:它不是开源软件——源码公开但采用自家的非商业许可,个人学习与教学免费,商业用途(付费课程、商业出版物等)需要单独获得授权。安装包从 geogebra.org 下载,Windows、macOS、Linux 都有。
上手步骤之外的具体做法:常见场景怎么配、命令怎么写、报错怎么处理。
从自由对象与从属对象的区别讲到命令行的精确构造与导学工作坊的做法,帮你避开 GeoGebra 最常见的动态失效问题。
GeoGebra 里每个图形都是一个对象,带自己的属性。理解这套对象模型是避免「一拖就散」的关键。
画三角形内三条高时,用「高」工具直接点顶点和对边,得到的是从属对象;如果改用垂线工具画出后再随意移动,它就变成了自由对象 —— 三角形一变,高不再经过顶点。判断方法:拖动源对象,如果它不动,就是从属的。
在设置面板的对象列表里,Free 一栏列出所有自由对象,随时能看出哪些是意外产生的。
工具箱画得再快,也不如输入一行命令确定。GeoGebra 的输入栏接受两种语法:赋值与命令。
A = (0, 0)
B = (4, 0)
C = (1, 3)
a = Polygon(A, B, C)
M = Midpoint(B, C)
p = PerpendicularLine(A, M)
d = Distance(A, p)
alpha = Angle(B, A, C)常用命令:
| 命令 | 作用 |
|---|---|
Midpoint(A, B) | 两点连线的中点 |
PerpendicularLine(A, l) | 过点 A 作直线 l 的垂线 |
Intersect(f, g) | 两条曲线的交点 |
Angle(A, B, C) | 三点构成的角,单位为弧度 |
Polygon(A, B, n) | 以 AB 为边构造正 n 边形 |
Circumcircle(A, B, C) | 三点的外接圆 |
Segment(A, B) | 线段而非直线 |
角度默认以弧度返回,要在设置里把「角度单位」改成度,否则算出来的数值看不懂。
代数视图里的表达式会实时驱动图形,这是 GeoGebra 相对其他绘图工具的优势。
f(x) = x^2 - 4*x + 3
S = Solve(f(x) = 0)改一下 f(x) 的系数,图形与解立刻同步。想用鼠标反过来「抓」出方程:选中抛物线后打开设置里的「拖动模式」改为 Polynomial,拖动控制点,方程自动更新。
GeoGebra 的教育价值在于学生自己拖动参数看变化。工作坊的标准流程:
关键技巧是用条件显示制造「惊喜」:
a = Slider(0, 5, 0.1)
b = If(a > 3, 1, 0)
SetVisibleInView(b, 1, true)滑块拖过某个值时对象才出现,学生的反馈会明显强于一次性全展示。
导出课堂材料用「文件 > 下载为 > PNG」导出单张图,或导出 .ggb 文件让对方在 GeoGebra 里继续编辑。导出 PNG 时勾选「透明背景」在投影仪上更清晰。
想快速上手可以直接开 GeoGebra Classic 网页版(在新标签页打开),无需安装插件即可建文件与分享。
同一需求下可以先试这些,尤其是不想买商业许可的时候。
数值计算 · 矩阵运算 · MATLAB 替代
开源数值计算,语法接近 MATLAB,适合作业和原型。
统计 · 假设检验 · 可视化
点选做常见统计,界面接近教材,开源免费。