Pubblicato il 17/03/18 - aggiornato il  | Nessun commento :

Come funziona il programma Maple per risolvere problemi di Matematica

Guida propedeutica all'utilizzo del software Maple della Maplesoft, potente strumento per risolvere complicati calcoli matematici e scientifici in generale, usato nelle università e nelle aziende.
In un precedente post abbiamo visto quello che è lo strumento più potente da tenere nel cellulare per risolvere problemi scientifici di Matematica, Fisica, Chimica, Ingegneria, ecc ma anche per affrontare quesiti per nulla scientifici e che riguardano Storia, Linguistica e altre discipline.

WolframAlpha è appunto l'app per iPhone e Android che ho consigliato di installare nel cellulare per avere uno strumento di calcolo senza pari sempre con noi alla modica spesa di poco più di 3 euro. Il team che ha realizzato tale applicazione, è lo stesso che ha messo online il motore di ricerca semantica omonimo, e che è responsabile del progetto Mathematica che offre ai ricercatori e agli accademici un potentissimo strumento di calcolo.

Una alternativa a Mathematica è stata sviluppata in Canada, nella Università di Waterloo, e che ha portato alla realizzazione di un software che associa la potenza di calcolo alla relativa semplicità d'uso. Si tratta comunque di un programma non semplicissimo, ma che non raggiunge la difficoltà d'uso di Mathematica.


Il programma in oggetto si chiama Maple e viene distribuito dalla società Maplesoft creata appositamente. Maple in inglese significa Acero che come sapete è il simbolo del Canada che ne ha anche una foglia nella bandiera. Si tratta di un software piuttosto costoso, ma che può essere trovato in molte Università e Centri di Ricerca. Viene usato anche da molte aziende per la progettazione di nuovi prodotti. Tra le tante ricordo Ferrari e Google.





La Guida sul software Maple è oggetto di corsi di laurea quindi mi limiterò solo a fornire informazioni propedeutiche. Dopo aver aperto Maple si va su New Worksheet o su File -> New -> Worksheet Mode

maple

Nella barra di sinistra ci sono gli strumenti per inserire la simbologia matematica mentre sulla destra, si può cliccare sulle icone dei tutorial specifici per ogni argomento: Algebra lineare, Calcolo, Equazioni Differenziali, ecc. Ho pubblicato sul mio Canale Youtube un video tutorial su Maple


Nella barra di sinistra ci sono le sezioni per Espressioni, Calcolo, Matrici, Simboli. Utilizzando tale simbologia si possono digitare espressioni anche molto complicate e usare anche le lettere greche che sono spesso necessarie.






calcolare-espressione

Cliccando con il destro del mouse sulla espressione digitata, Maple ci mostra tutti i possibili calcoli che è in grado di fare. Si può derivare rispetto a una delle variabili presenti, si può integrare e si può pure fare uno sviluppo in serie a partire da un determinato punto e con un numero dato di elementi.

serie-integrale

Il risultato viene mostrato di colore celeste, mentre nel prompt dei comandi viene mostrata la sintassi da utilizzare per avere il risultato senza usare il destro del mouse.

Si può operare con il destro del mouse anche sul risultato. Per fare un esempio si può derivare una espressione nella variabile x, per poi integrarne il risultato in funzione della stessa variabile.

calcoli-concatenati

Quando una espressione viene inserita con la notazione da calcolatore scientifico, andando su Invio ne viene mostrata la notazione matematica classica. Dopo aver digitato una espressione se ne può trovare il grafico.

grafico

Si clicca con il destro del mouse sulla funzione quindi si sceglie Plots -> Plot Builder -> Plot per creare un grafico in 2D, 3D, polare o a variabili complesse che sarà mostrato sotto alla espressione nella parte centrale.

grafico-2d

Talvolta ci possono essere delle difficoltà di comprensione della simbologia. Per esempio arctg non viene rilevato come funzione trigonometrica, ma si deve usare arctan così come al posto di senx si deve usare sinx.

Con Maple è pure possibile risolvere equazioni differenziali. Dopo aver digitato l'espressione ci si clicca sopra con il destro del cursore per aprire il menù contestuale.

equazioni-differenziali

Si sceglie Solve DE quindi la funzione da integrare. Il risultato sarà mostrato con delle costanti. Questo tool può essere usato anche dai docenti degli ultimi anni di liceo e dell'università per preparare la lezione. Si può infatti esportare tutto lo Worksheet in formato HTML o in PDF oltre che salvarlo nel formato di Maple per riprendere il lavoro in un altro momento. Si va su File -> Export as... per poi selezionare la cartella di output

salvare-documento-pdf

Si dà un nome al file quindi si sceglie il formato e si va su Salva.




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