math.js：一个全面的数学库

发布时间：2023-05-19

一、简介

Math.js是一个开源数学库，用于数字计算和数据处理。它以JavaScript为基础，可以运行在浏览器（客户端）和服务器端（如Node.js）。该库提供了丰富的数学函数和工具，如线性代数，统计学，计算机视觉，物理学等。

二、函数库

Math.js库具有非常多的函数，甚至可以处理复杂的计算问题。一些常用的函数包括：

  • add(x, y)：加法运算
  • subtract(x, y)：减法运算
  • multiply(x, y)：乘法运算
  • divide(x, y)：除法运算
  • sqrt(x)：计算平方根
  • random([min, max])：生成指定范围内的随机数

三、表达式解析

除了基本的运算，Math.js还可以解析复杂的数学表达式。例如：

math.evaluate('1.2 * (2 + 4.5)'); // 7.8
math.evaluate('5.08 cm to inch'); // 2 inch
math.evaluate('sin(45 deg) ^ 2'); // 0.5
math.evaluate('9 / 3 + 2i'); // 3 + 2i

表达式可以包含数字，运算符，括号，变量和函数。表达式可以被解析，并生成一个JavaScript函数。

四、矩阵计算

Math.js具有强大的矩阵计算工具。可以处理矩阵重塑，转置，逆矩阵，特征值和特征向量等。例如：

math.reshape([1, 2, 3, 4], [2, 2]); // [[1, 2], [3, 4]]
math.transpose([[1, 2], [3, 4]]); // [[1, 3], [2, 4]]
math.inv([[1, 2], [3, 4]]); // [[-2, 1], [1.5, -0.5]]
math.eigs([[1, 2], [3, 4]]); // {values: [5.3723, -0.3723], vectors: [[0.8246, -0.4158], [0.5658, 0.9093]]}

五、符号计算

Math.js还可以进行符号计算。这意味着可以保留符号，不进行完整的数学计算。Math.js可以提供各种不同的符号操作，例如符号扩展，微积分等。例如：

const expression = math.parse('x^2 + x');
const d_expression = expression.derivative('x');
d_expression.toString(); // '2 * x + 1'

六、插件

Math.js的一个重要优点是允许用户创建自己的插件。这意味着可以添加自己的数学函数和操作符，并将它们添加到Math.js中。例如：

math.import({'myFunc': function(x) { return x * x; }});
math.evaluate('myFunc(3)'); // 9

七、总结

Math.js是一个非常强大的数学库，用于数字计算和数据处理。它提供了各种各样的数学函数和工具，可以处理矩阵计算，符号计算等。同时，该库还具有良好的扩展性和自定义性。Math.js的使用可以极大地提高数学计算的效率和精度。

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