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0 Hacer una cuenta en SAGE y empezar a hacer gráficos

En esta entrada describo como hacer una cuenta en internet en SAGE, para quien no sabe SAGE es un programa para hacer gráficos, cálculos matemáticos es posible instalarlo en linux y mac, los usuarios de windows es posible usarlo desde internet.

1. Ingresar a la página http://www.sagemath.org/

2. Dar clic en "Try SAGE online"

3. Abrir una cuenta de correo electrónico en gmail o yahoo, si es que aún no se tiene una.

4. Dar clic en gmail o yahoo según la cuenta que hallas abierto.

5. Ingresar nombre de usuario y password si son solicitados.


6. Den clic en "New worksheet", Nueva hoja de trabajo.

7. Para que vean el ejemplo de una hoja publicada chequen: http://www.sagenb.org/home/pub/4976

0 Instalación de SAGE en Ubuntu 10.04

Me he dado cuenta de que no muchas personas se sienten cómodas instalando programas que no vienen por default en el "Centro de Software" de Ubuntu. Por eso dedico este espacio para describir paso a paso cómo se instala SAGE en una PC con Ubuntu instalado.

DEPENDENCIAS

Antes de descargar el programo es necesario revizar si nuestro sistema tiene instaladas todas las dependencias.

En el caso de SAGE necesitamos verificar y en su defecto instalar los siguientes programas:

Linux: GCC, g++, gfortran, make, m4, perl, ranlib, y tar

DESCARGA DEL PROGRAMA

Lo primero que necesitamos hacer es ingresar a la página web de SAGE y seleccionar el servidor más cercano a nuestra ubicación.

Después seleccionamos la versión de 32 ó la de 64 bits, dependiendo de la versión de Ubuntu que tengamos instalada. Les recomiendo la versión de 32 bits si están usando ubuntu 10.04 pues es la más compatible.

EXTRACCIÓN DEL PROGRAMA

Esperamos a que se descargue el arhivo. Cuando haya finalizado la descarga DESEMPAQUETAMOS el archivo, dando clic con el botón derecho y pulsando la opción extraer aquí. Esto nos generará una carpeta llamada: sage-4.7.2


Copiamos la carpeta recién extraída a la carpeta personal.

COMPILACIÓN DEL PAQUETE

Abrimos una terminal y tecleamos los comandos:


$ cd sage sage-4.7.2
$ make

Eso es todo, el proceso es automático. Una vez que haya finalizado la compilación sólo resta abrir SAGE usando el comando:

$ ./sage


 





0 Gráficas 2D en SAGE

SAGE puede usarse como un poderoso graficador. Aquí presento algunos de los resultados obtenidos con esta herramienta.

Como comentario debo decir que a mí me gusta usar SAGE desde una terminal porque puedo obtener mejores resultados que en un notebook, es por eso que los procedimientos discutidos a continuación sólo funcionan en una terminal.

La función Plot en SAGE obedece la siguiente sintaxis:

plot(f, xmin, xmax, options)

Dónde:

f: Es la función a graficar.
xmin: el valor mínimo del dominio.
xmax: el valor máximo del dominio.
options: opciones tales como especificar el color del gráfico.

Código de Colores de los gráficos en RGB:

rojo : (1.0,0.0,0.0),
naranja: (1.0,0.5,0.0),
amarillo: (1.0,1.0,0.0),
verde : (0.0,1.0,0.0),
azul : (0.0,0.0,1.0),
morado: (0.5,0.0,1.0),
blanco: (1.0,1.0,1.0),
negro : (0.0,0.0,0.0),
gris : (0.5,0.5,0.5)

Podemos hacer combinaciones intermedias variando los valores de los números.

Para especificar la función podemos hacer una de dos cosas: dar la fórmula de la función, o predefinir una función para luego llamarla.


EJEMPLO 1:

Primero se define la función a graficar. Sea \(f(x)=sen(x)\). Escribimos en SAGE lo siguiente:

sage: def f(x): return sin(x)

Luego usamos el comando plot para crear una gráfica de color azul de la función f que vaya de -10 a 10 radianes:

sage: plot(f,-10,10,rgbcolor=(0.0,0.0,1.0))

Con lo que obtenemos el siguiente resultado:



EJEMPLO 2:

En este ejemplo no definiremos ninguna función sino que se usara el comando plot directamente.

sage: plot(sin(x),-10,10,rgbcolor=(0.0,0.0,1.0))

El resultado es el mismo que del EJEMPLO 1.


La forma de graficar en el segundo ejemplo parece más sencilla sin embargo cuando el número de funciones a graficar aumenta es preferible usar la técnica del EJEMPLO 1.

EJEMPLO 3:

Veamos un ejemplo donde se ve la importancia de declarar funciones. Imaginemos que queremos graficar las funciones suma, \(f+g\), resta, \(f-g\), y la multiplicación, \( (f(x)) (g(x))\). Dónde \(f(x) = sen(x)\), \(g(x) = x\).

Primero declaramos las funciones f y g:

sage: def f(x): return sin(x)

sage: def g(x): return x

Después graficamos una a una las funciones solicitadas, (usamos \(h(x)\) para construir la función suma \(f+g\):

sage: def h1(x):
....:     return f(x)+g(x)
....: 
sage: plot(h1,-10,10)


Función suma \(f+g\).



Ahora la función resta:



sage: def h2(x): return f(x)-g(x)


sage: plot(h2,-10,10)


Función resta \(f-g\).


Por último la función multiplicación:

sage: def h3(x): return g(x)*f(x)

sage: plot(h3,-10,10)


Función multiplicación \(f*g\).
EJEMPLO 4:

Por último sería buena idea el tener todas las gráficas en una misma imagen, esto puede hacerse con el operado '+', como se muestra a continuación:

sage: plot(h1,-10,10,rgbcolor=(1.0,0,0))+plot(h2,-10,10,rgbcolor=(0.0,1.0,0.0))+plot(h3,-10,10,rgbcolor=(0.0,0.0,1.0))

Todas las funciones \(f+g\) en rojo, \(f-g\) en verde y \(f*g\) en azul.

0 SAGE



Todos los que trabajamos con matemáticas necesitamos de un software que nos permita realizar cálculos. Entre los paquetes comerciales está Mathematica, este sofware es perfecto para usarlo como una calculadora, como una caja negra, a la cual sólo le describimos nuestro problema y esta lo resuelve "magicamente".

Pero algunos necesitamos ir más allá y ser capaces de ver el flujo de datos, o incluso de poder modificar la programación de la calculadora, esto es imposible para el software privativo, pues nunca se proporciona el código fuente.


Mientras buscaba en la red una alternativa de código abierto, me encontre con SAGE (Software for Algebra and Geometry Experimentation), este programa es un proyecto iniciado por el matemático William Stein de la Universidad de Washington.

SAGE es sofware libre que permite usar e incorporar diferentes herramientas desarrolladas en Python que son libremente modificadas. Que el programa este escrito en Python tiene por ventaja que no debe aprenderse un nuevo lenguaje. Este programa permite saber exactamente que procedimiento se está siguiendo al realizar los cálculos. Aún no cuenta con tantas herramientas como Mathematica, pero es un proyecto que se encuentra vivo y cada día se añaden nuevas opciones.

El programa está disponible en tres versiones:

  • Puedes crear una cuenta en el siguiente link http://www.sagenb.org/ y acceder a un notebook en el cual empezar a trabajar.
  •  Instalarse en la propia máquina. Si tienes Linux o MAC OSX esta es la forma más sencilla. Lo único que debes hacer es bajar los archivos binarios de la siguiente página http://wiki.sagemath.org/DanDrake/JustEnoughSageServer, desempaquetar el archivo y ejecutar sage en una terminal. Es posible abrir un notebook dentro de firefox escribiendo el comando notebook() una vez que sage se está ejecutando.
 
Notebook en firefox
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