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Alors que la rentrée scolaire bat son plein, vous vous demandez peut-être si vous avez ce qu'il faut pour réussir vos cours de mathématiques et de sciences. Vous avez de la chance, car Linux est l'une des principales plateformes de mathématiques et de sciences. Vous pouvez utiliser les mêmes applications que les professionnels pour obtenir les meilleures notes.

Sommaire

1 SageMath

SageMath est un système mathématique open source qui se veut similaire à Mathematica ou MATLAB. Il permet de faire des calculs mathématiques classiques, mais il est bien plus puissant qu'une calculatrice classique. SageMath est un système de calcul formel.

Cela signifie qu'il fonctionne de manière symbolique plutôt que numérique. Il peut simplifier des expressions algébriques comme les racines carrées et les afficher comme elles le feraient dans un manuel. Vous pouvez résoudre des équations, effectuer des calculs différentiels et intégraux, travailler avec des matrices pour résoudre des systèmes d'équations linéaires, et ce n'est qu'un aperçu de ce qu'offre SageMath. Cela vous permettra de vous acquitter sans difficulté de vos tâches de mathématiques et de physique les plus difficiles. Il est également basé sur Python, ce qui en soi vous donnera un avantage, car c'est l'un des langages les plus utilisés en informatique scientifique.

2 SymPy

SymPy est une bibliothèque Python qui fonctionne également comme un système de calcul formel, similaire à SageMath. L'avantage de SymPy est qu'il s'agit d'un téléchargement et d'une installation beaucoup plus légers que SageMath, qui représente souvent plus d'un gigaoctet. SymPy peut également manipuler des équations algébriques et effectuer des calculs mathématiques avancés comme le calcul différentiel et intégral. SageMath utilise même SymPy comme l'un de ses composants.

3 Stellarium

Beaucoup de gens sont fascinés par le ciel nocturne. J'étais aussi l'un de ces enfants qui adoraient l'espace et l'astronomie en grandissant. Si vous êtes comme moi ou si vous suivez un cours d'astronomie, Stellarium serait une bonne application, même pour l'astronomie amateur. Stellarium transforme votre machine Linux en planétarium. Vous pouvez voir les constellations et les planètes comme vous le feriez au sol ou de près, aucun vaisseau spatial n'est requis.

Il est utilisé par de nombreux planétariums. C'est l'une des choses que Linux fait le mieux, mettre des outils professionnels entre les mains de personnes ordinaires. Il existe même une version Web, vous n'avez donc rien à installer sur votre machine locale.

4 Avogadro

Si vous étudiez la chimie, il existe une application pour vous. Avogadro est un programme open source qui vous permet de créer et de modifier des modèles 3D de molécules. Avogadro prend en charge le rendu et le calcul multithread, ce qui vous permet de gagner un prix Nobel beaucoup plus rapidement.

Avogadro est hautement extensible en Python. Il est tellement utilisé en chimie qu'ils vous expliquent même comment citer Avogadro dans un article dans leur documentation.

5 Célestia

Si Stellarium est censé être un planétarium, Celestia pourrait bien être ce qui se rapproche le plus d'un vaisseau spatial personnel. Vous pouvez zoomer et voir les planètes, les étoiles et les galaxies. Il s'agit d'un programme essentiel pour les personnes qui étudient l'astronomie ou peut-être pour celles qui ont simplement rêvé de devenir astronautes une fois grandes.

Les objets célestes se déplacent en temps réel et vous pouvez télécharger encore plus de contenu. Vous pouvez même créer le vôtre.

6 dc

dc est une calculatrice en ligne de commande. Mais ce n'est pas n'importe quelle calculatrice. Elle fonctionne en notation polonaise inversée (RPN). Contrairement à une calculatrice standard qui utilise une notation infixe, telle que « 2 + 2 », une calculatrice RPN utilise une pile.

Avec la méthode RPN, vous « poussez » 2 et 2 sur la pile, comme si vous posiez deux plats l'un sur l'autre. L'opération d'addition « fait sortir » 2 et 2 de la pile et pousse 4 dessus, ce qui est la réponse. Les calculatrices de marque HP étaient célèbres pour utiliser cette méthode de saisie, et les ingénieurs qui ont grandi dans les années 70 et 80 ne jurent que par elles. L'une des raisons pour lesquelles ils sont restés fidèles à la méthode RPN est qu'elle est plus facile que de taper des formules compliquées entre parenthèses, ce qui explique pourquoi les calculatrices HP étaient si populaires parmi les scientifiques et les ingénieurs, tout en marmonnant probablement quelque chose à propos des « enfants de nos jours ».

Vous pouvez expérimenter RPN par vous-même directement sur la ligne de commande. dc est l'une des plus anciennes commandes encore utilisées, développée à l'origine dans les Bell Labs pour les systèmes Unix dans les années 1970, bien que le dc sur les systèmes Linux modernes provienne du projet GNU. dc a peu changé depuis ses origines.

7 Calculez !

Si dc est une calculatrice basée sur un terminal, Qalculate! (oui, avec un point d'exclamation) est une calculatrice multiplateforme dotée de toutes les fonctionnalités. Elle se présente comme « la calculatrice de bureau ultime ».

Vous disposez de toutes les fonctions mathématiques habituelles, ainsi que de la conversion d'unités, des nombres complexes et infinis, des variables et des constantes pour la physique et d'autres sciences. Il comprend également des fonctions CAS, notamment l'intégration et la différenciation. Vous pouvez créer des tracés de fonctions comme vous le feriez sur une calculatrice graphique. Il inclut même RPN comme méthode de saisie facultative. Les calculatrices portables dotées de toutes ces fonctionnalités vous coûteront des centaines de dollars, mais Qalculate! est gratuit. C'est le rêve de tout étudiant en STEM et de tout passionné de mathématiques.

8 R

Les statistiques sont un élément clé de la science des données, et R est l'un des meilleurs outils pour effectuer des statistiques et d'autres opérations de science des données. Vous pouvez effectuer toutes les opérations statistiques descriptives standard, telles que la moyenne et la médiane, ainsi que l'écart type. R est également connu pour sa capacité à générer de beaux tracés de vos données.

R a une large communauté et il existe par conséquent de nombreux packages que vous pouvez télécharger pour étendre les fonctionnalités de R. Beaucoup d'entre eux sont disponibles sur CRAN, le Comprehensive R Archive Network, évidemment calqué sur l'archive CPAN de Perl.

9 Numpy, SciPy, Pandas

NumPy, SciPy et pandas sont similaires à R, mais au lieu d'utiliser un langage de programmation autonome, ce sont des bibliothèques Python pour le calcul scientifique et la science des données. Comme avec R, il existe de nombreuses méthodes pour effectuer des opérations statistiques, mais SciPy et NumPy offrent d'autres opérations mathématiques avancées utilisant le calcul et les opérations matricielles.

10 Octave GNU

GNU Octave est un logiciel qui se veut un remplacement gratuit et open source de MATLAB. MATLAB étant largement utilisé dans les domaines scientifiques et techniques, si vous le connaissez déjà, vous pouvez commencer à utiliser GNU Octave presque immédiatement. Vous pouvez utiliser des matrices pour résoudre des systèmes d'équations linéaires beaucoup plus facilement qu'à la main, et vous pouvez également créer de magnifiques tracés.

11 LibreOffice Calc

Vous vous demandez peut-être à quoi sert une feuille de calcul dans une liste d'applications mathématiques et scientifiques pour Linux. Les feuilles de calcul sont destinées aux entreprises, n'est-ce pas ? LibreOffice Calc peut également être utile pour les STEM. Le format de la feuille de calcul est facile à comprendre et vous pouvez effectuer de nombreuses opérations puissantes, notamment des statistiques. Si vous faites de la science des données, c'est un moyen simple de saisir des données avant de les exporter vers d'autres outils. Vous pouvez également utiliser la fonction de graphique pour visualiser les tendances de vos données, par exemple en créant une régression linéaire. Le reste de LibreOffice est utile pour créer des rapports et des diagrammes. Vous pouvez également utiliser LibreOffice Writer pour faire des mathématiques en guise de tour de passe-passe.

Étant donné que Linux est très largement utilisé dans les sciences, il existe de nombreux programmes que vous pouvez utiliser pour vous aider à approfondir votre compréhension des concepts mathématiques et scientifiques.