SimLabs Math

数学模拟与交互式可视化学习平台

围绕线性代数、微积分、概率统计、几何与离散数学,SimLabs 提供可以直接操作、观察和验证的数学页面,适合课堂演示、自学巩固与概念直觉训练。

🎮 数学游戏与年级练习

一年级数学乐园

从认识数字、数一数到 10 以内加减法、图形、位置、时间和人民币,适合低年级数学启蒙与互动练习。

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二年级数学乐园

包含 100 以内加减法、乘法口诀、除法、长度单位、时间、统计图表和混合运算等练习内容。

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三年级数学乐园

围绕万以内加减、两位数乘法、除法、分数、面积周长、年月日、小数和方向等知识点展开。

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四年级数学乐园

覆盖大数认识、小数运算、三角形与面积、折线统计图、运算律、鸡兔同笼和植树问题等主题。

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数之勇者

把数学练习和 RPG 冒险结合起来,在游戏流程中推进角色成长与数值挑战。

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📐 线性代数 (Linear Algebra)

向量基础

向量加减与数乘

理解向量的基本运算,探索向量空间的几何意义

向量基础

线性组合与张成空间

掌握向量的线性组合,理解基向量与张成空间的概念

向量基础

矩阵变换

可视化矩阵如何对向量空间进行线性变换

向量基础

矩阵乘法

理解矩阵乘法的几何意义与复合变换

向量基础

3D 线性变换

在三维空间中探索线性变换的可视化效果

向量基础

行列式

理解行列式的几何意义:面积/体积的缩放因子

向量基础

逆矩阵与列空间

3D 可视化逆矩阵、列空间与秩的概念

向量基础

跨维度变换

探索不同维度空间之间的线性映射

向量基础

点积与对偶性

理解点积的几何意义与线性变换的对偶关系

向量基础

叉积

可视化叉积的几何意义与右手定则

向量基础

基变换

理解不同坐标系之间的转换矩阵

向量基础

特征向量与特征值

可视化特征向量在变换中保持方向不变的特性

向量基础

抽象向量空间

理解函数也可以作为向量空间的元素

向量基础

克莱姆法则

通过面积比例直观理解线性方程组的解

向量基础

N-body 引力模拟

线性代数在物理模拟中的综合应用

行列式概念

行列式概念

行列式概念、二阶与三阶行列式的计算与可视化

矩阵基础

行列式方程组

克莱姆法则 · 行列式求解线性方程组

矩阵基础

矩阵加减与数乘

掌握矩阵的基本运算规则

矩阵基础

矩阵乘法与求幂

理解矩阵乘法的计算方法与矩阵的幂运算

矩阵基础

转置、行列式与伴随矩阵

探索矩阵的转置、行列式计算与伴随矩阵的性质

逆矩阵与矩阵方程

逆矩阵与解矩阵方程

通过 Gauss-Jordan 消元理解逆矩阵与矩阵方程求解

初等变换与阶梯形

初等变换、阶梯形与初等矩阵

掌握初等行变换、阶梯形、标准形与初等矩阵的联系

排列与逆序

排列与逆序

从逆序对、奇偶排列到行列式符号的完整可视化演示

n阶行列式排列定义

n阶行列式的排列定义

逐项展开 n 阶行列式,理解排列定义与符号来源

行列式性质

行列式性质交互验证

通过行变换实验台直观验证行列式的常见性质

按一行展开

行列式按一行(列)展开

理解余子式与代数余子式,掌握按行按列展开计算

拉普拉斯展开

行列式按多行展开

通过二行拉普拉斯展开理解更一般的多行展开方法

范德蒙德行列式

范德蒙德行列式

可视化差积公式与压缩推导,理解范德蒙德结构

📈 微积分 (Calculus)

🎲 概率与统计 (Probability & Statistics)

🔺 几何与拓扑 (Geometry & Topology)

欧几里得几何

平面几何与立体几何的交互式证明。

即将上线

非欧几何

双曲几何与球面几何的可视化探索。

即将上线

微分几何

曲线、曲面与流形的可视化。

即将上线

拓扑变换

连续变形与拓扑不变量的可视化。

即将上线

🔢 离散数学 (Discrete Mathematics)

图论

图的基本概念、路径与网络流的可视化。

即将上线

组合数学

排列、组合与二项式系数的可视化。

即将上线

数论

素数分布、模运算与加密算法的可视化。

即将上线

逻辑与集合论

命题逻辑、谓词逻辑与集合运算的可视化。

即将上线

⚙️ 应用数学 (Applied Mathematics)

数值分析

数值积分、微分方程数值解与误差分析。

即将上线

优化理论

线性规划、梯度下降与凸优化的可视化。

即将上线

控制理论

系统稳定性、反馈控制与状态空间的可视化。

即将上线

信号处理

傅里叶变换、滤波器设计与频谱分析的可视化。

即将上线

“I propose to consider the question, 'Can machines think?' This should begin with definitions of the meaning of the terms 'machine' and 'think.' ... Instead of attempting such a definition I shall replace the question by another, which is closely related to it and is expressed in relatively unambiguous words.

The new form of the problem can be described in terms of a game which we call the 'imitation game.'... We now ask the question, 'What will happen when a machine takes the part of A in this game?' ... These questions replace our original, 'Can machines think?'”

“我提议考虑一个问题:‘机器能思考吗?’这应当从定义‘机器’和‘思考’的含义开始……但我不打算进行这样的定义,而是用另一个问题来取代它。这个问题与原问题密切相关,并且能用相对清晰的词语来表达。

这个问题的新形式可以通过一个游戏来描述,我们称其为‘模仿游戏’……现在我们要问:‘当一台机器在这个游戏中扮演A的角色时,会发生什么?’……这些问题取代了我们最初的‘机器能思考吗?’”