数学软件(Python版)
数学软件(Python版)
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/22
开课平台智慧树
开课高校泰山学院
开课教师尹逊汝姜山国忠金刘伟彦
学科专业理学数学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
数学软件是一门利用软件来对数学问题进行计算和求解、数据处理和分析的课程,体现了应用性、实践性、操作性,本课程基于Python实现,面向数学类、数据科学与大数据技术等专业,也适合对Python编程、符号与数值计算、大数据、机器学习等领域感兴趣的学习者。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
LaTeX数学公式
学习资料 登录后可预览视频
为什么学习LaTeX
尹逊汝
LaTeX数学公式
尹逊汝
上机演示:LaTeX安装与数学文档
尹逊汝
Python基础回顾
学习资料
数据类型及运算符(1)
姜山
数据类型及运算符(2)
姜山
常用函数及流程控制语句
尹逊汝
函数与模块
尹逊汝
NumPy
尹逊汝
Pandas
尹逊汝
上机演示:Spyder
尹逊汝
函数绘图
学习资料
Matplotlib库绘图
尹逊汝
子图
尹逊汝
中文及数学公式等特殊显示
尹逊汝
对数坐标及极坐标绘图
尹逊汝
带箭头注释
尹逊汝
辅助线、区域
尹逊汝
特殊图形:散点图、饼图、柱状图
尹逊汝
三维绘图
尹逊汝
上机演示:图形尺寸及布局
尹逊汝
符号运算
SymPy库
国忠金
隐函数绘图
国忠金
微积分计算及(微分)方程求解
尹逊汝
数值运算
数值积分及方程(组)求解
尹逊汝
微分方程数值解及极小值
尹逊汝
线性代数问题
尹逊汝
上机演示:局部最值问题
尹逊汝
数据处理
数据文件操作
刘伟彦
重复值、缺失值、异常值处理
刘伟彦
上机演示:数据标准化
尹逊汝
数据分析
描述统计及可视化(直方图、茎叶图、箱线图)
尹逊汝
数据分析的推断方法
尹逊汝
上机演示: 蒙特卡罗模拟
尹逊汝
sklearn机器学习
sklearn概述
姜山
模型验证
姜山
有监督学习:回归、分类(1)
姜山
有监督学习:回归、分类(2)
姜山
无监督学习:降维、聚类(1)
姜山
无监督学习:降维、聚类(2)
姜山
  • 第一章LaTeX数学公式

    LaTeX的数学文档基本结构及公式语法表达。

  • 1.1为什么学习LaTeX

    LaTeX入门知识概述;学习LaTeX的原因。

  • 1.2LaTeX数学公式

    常见数学公式的LaTeX语法。

  • 1.3上机演示:LaTeX安装与数学文档

    系统LaTeX环境搭建及用编译器WinEdt生成数学文档。

  • 第二章Python基础回顾

    进行科学计算和数据分析用到的Python基础知识和必备工具库。

  • 2.1数据类型及运算符(1)

    Python常用内置数据类型及运算符。

  • 2.2数据类型及运算符(2)

    数据类型的相互转换及操作。

  • 2.3常用函数及流程控制语句

    介绍科学计算中常用的函数方法、print函数输出格式化、及程序流程语句。

  • 2.4函数与模块

    函数的定义格式及参数类型;模块的导入方式与引用。

  • 2.5NumPy

    Numpy数组的创建、索引、变形、转换,及合并分割等操作。

  • 2.6Pandas

    Pandas基本数据对象的创建,数据集文件导入、切片索引、筛选、排序、及统计等操作。

  • 2.7上机演示:Spyder

    介绍anaconda的安装、组件构成;自带IDE spyder的常用操作及示例等。

  • 第三章函数绘图

    介绍利用matplotlib库绘制二维图形、三维图形、及其他类型图形的知识。

  • 3.1Matplotlib库绘图

    Matplotlib库的基础知识,基本绘图函数以及图形装饰、坐标轴选项等。

  • 3.2子图

    利用Matplotlib库绘制子图

  • 3.3中文及数学公式等特殊显示

    在函数绘图时实现中文显示、坐标刻度负号显示、及LaTeX风格的公式显示等。

  • 3.4对数坐标及极坐标绘图

    介绍半对数、全对数坐标系绘图,及极坐标下绘图。

  • 3.5带箭头注释

    介绍绘图时的指向性注释实现。

  • 3.6辅助线、区域

    函数绘图时水平、垂直两种方向上辅助线及辅助区域的实现。

  • 3.7特殊图形:散点图、饼图、柱状图

    几种特殊图形的绘制。

  • 3.8三维绘图

    空间曲线、三维表面图、三维网格图、及等高线的绘制。

  • 3.9上机演示:图形尺寸及布局

    演示图形绘制时显示的像素,尺寸及布局等的操作。

  • 第四章符号运算

    介绍符号运算的相关命令,及微积分、方程等问题的符号解。

  • 4.1SymPy库

    介绍sympy库的基础知识和命令,及符号变量和符号表达式的定义。

  • 4.2隐函数绘图

    利用sympy库绘制函数图形。

  • 4.3微积分计算及(微分)方程求解

    极限、导数、积分、级数的符号求解实现,方程包括方程组、微分方程的符号解实现。

  • 第五章数值运算

    利用Python中工具库进行数值求解的相关知识。

  • 5.1数值积分及方程(组)求解

    定积分、二重积分、三重积分、及方程(组)的数值求解。

  • 5.2微分方程数值解及极小值

    微分方程的数值求解,函数极值问题求解。

  • 5.3线性代数问题

    利用numpy和scipy进行线性代数中常见问题的相关运算。

  • 5.4上机演示:局部最值问题

    演示如何利用scipy中的工具函数求解局部最大值、最小值问题。

  • 第六章数据处理

    数据文件的导入与保存操作,常见数据清洗处理。

  • 6.1数据文件操作

    Numpy与Pandas不同类型数据文件的导入与结果保存操作。

  • 6.2重复值、缺失值、异常值处理

    Pandas导入数据文件后的数据重复值的删除处理,缺失值的填充与删除处理,异常值的检测、删除及替换处理。

  • 6.3上机演示:数据标准化

    通过例子演示数据文件操作、清洗处理及数据标准化处理等。

  • 第七章数据分析

    介绍数据分析的描述统计及推断统计方法。

  • 7.1描述统计及可视化(直方图、茎叶图、箱线图)

    介绍常见概率分布的计算、数字特征、描述统计、可视化等内容。

  • 7.2数据分析的推断方法

    介绍点估计、区间估计、假设检验、正态性检验、方差分析及回归分析等内容。

  • 7.3上机演示: 蒙特卡罗模拟

    通过例子演示蒙特卡洛方法的运用与实现。

  • 第八章sklearn机器学习

    介绍Python中机器学习库sklearn的基本内容。

  • 8.1sklearn概述

    介绍机器学习库sklearn的基本模块、设计原则、评估器API常用步骤等内容

  • 8.2模型验证

    介绍模型拟合时的数据集分割、交叉验证、模型准确率评估等内容

  • 8.3有监督学习:回归、分类(1)

    介绍有监督学习的定义方法及LinearRegression模型类实现。

  • 8.4有监督学习:回归、分类(2)

    介绍朴素贝叶斯分类器、随机森林模型类的具体实现步骤。

  • 8.5无监督学习:降维、聚类(1)

    介绍无监督学习的定义方法及主成分降维的具体实现

  • 8.6无监督学习:降维、聚类(2)

    介绍无监督学习中聚类的概念,并以例子说明高斯混合聚类、k-means 聚类的实现。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 LaTeX数学公式

    1.1 为什么学习LaTeX

    1.2 LaTeX数学公式

    1.3 上机演示:LaTeX安装与数学文档

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 Python基础回顾

    2.1 数据类型及运算符(1)

    2.2 数据类型及运算符(2)

    2.3 常用函数及流程控制语句

    2.4 函数与模块

    2.5 NumPy

    2.6 Pandas

    2.7 上机演示:Spyder

    视频数7
  • 第三章  作业测试
    第三章 函数绘图

    3.1 Matplotlib库绘图

    3.2 子图

    3.3 中文及数学公式等特殊显示

    3.4 对数坐标及极坐标绘图

    3.5 带箭头注释

    3.6 辅助线、区域

    3.7 特殊图形:散点图、饼图、柱状图

    3.8 三维绘图

    3.9 上机演示:图形尺寸及布局

    视频数9
  • 第四章  作业测试
    第四章 符号运算

    4.1 SymPy库

    4.2 隐函数绘图

    4.3 微积分计算及(微分)方程求解

    视频数3
  • 第五章  作业测试
    第五章 数值运算

    5.1 数值积分及方程(组)求解

    5.2 微分方程数值解及极小值

    5.3 线性代数问题

    5.4 上机演示:局部最值问题

    视频数4
  • 第六章  作业测试
    第六章 数据处理

    6.1 数据文件操作

    6.2 重复值、缺失值、异常值处理

    6.3 上机演示:数据标准化

    视频数3
  • 第七章  作业测试
    第七章 数据分析

    7.1 描述统计及可视化(直方图、茎叶图、箱线图)

    7.2 数据分析的推断方法

    7.3 上机演示: 蒙特卡罗模拟

    视频数3
  • 第八章  作业测试
    第八章 sklearn机器学习

    8.1 sklearn概述

    8.2 模型验证

    8.3 有监督学习:回归、分类(1)

    8.4 有监督学习:回归、分类(2)

    8.5 无监督学习:降维、聚类(1)

    8.6 无监督学习:降维、聚类(2)

    视频数6
  • 期末考试