Interfaces¶

Uma característica central do Sage é que ele permite fazer cálculos com objetos em vários sistemas de álgebra computacional usando uma interface comum e uma linguagem de programação clara.

Os métodos console e interact de uma interface executam tarefas bem diferentes. Por exemplo, usando GAP:

gap.console(): Isso abre um console do GAP - o controle é transferido para o GAP. Aqui o Sage não é nada mais do que uma forma conveniente de executar um programa, similar à shell Bash do Linux.
gap.interact(): Essa é uma forma de interagir com uma instância do GAP que pode estar cheia de objetos do Sage. Você pode importar objetos nessa seção do GAP (até mesmo a partir da interface interativa), etc.

GAP¶

O Sage vem com o GAP para matemática discreta computacional, especialmente teoria de grupos.

Aqui está um exemplo com a função IdGroup do GAP, a qual usa a base de dados opcional sobre grupos que precisa ser instalada separadamente, como explicado abaixo.

Sage

sage: G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
sage: G
Group( [ (1,2,3)(4,5), (3,4) ] )
sage: G.Center()
Group( () )
sage: G.IdGroup()
[ 120, 34 ]
sage: G.Order()
120

Python

>>> from sage.all import *
>>> G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
>>> G
Group( [ (1,2,3)(4,5), (3,4) ] )
>>> G.Center()
Group( () )
>>> G.IdGroup()
[ 120, 34 ]
>>> G.Order()
120

Sage Live

G = gap('Group((1,2,3)(4,5), (3,4))')
G
G.Center()
G.IdGroup()
G.Order()

Podemos realizar os mesmos cálculos no Sage sem explicitamente evocar a interface do GAP da seguinte forma:

Sage

sage: G = PermutationGroup([[(1,2,3),(4,5)],[(3,4)]])
sage: G.center()
Subgroup generated by [()] of (Permutation Group with generators [(3,4), (1,2,3)(4,5)])
sage: G.group_id()
[120, 34]
sage: n = G.order(); n
120

Python

>>> from sage.all import *
>>> G = PermutationGroup([[(Integer(1),Integer(2),Integer(3)),(Integer(4),Integer(5))],[(Integer(3),Integer(4))]])
>>> G.center()
Subgroup generated by [()] of (Permutation Group with generators [(3,4), (1,2,3)(4,5)])
>>> G.group_id()
[120, 34]
>>> n = G.order(); n
120

Sage Live

G = PermutationGroup([[(1,2,3),(4,5)],[(3,4)]])
G.center()
G.group_id()
n = G.order(); n

Para algumas funcionalidades do GAP, deve-se instalar um pacote Sage opcional. Isso pode ser feito com o comando:

sage -i gap_packages

Singular¶

O Singular fornece uma biblioteca massiva e madura para bases de Gröbner, máximo divisor comum para polinômios em várias variáveis, bases de espaços de Riemann-Roch de uma curva plana, e fatorização, entre outras coisas. Vamos ilustrar a fatorização de polinômios em várias variáveis usando a interface do Sage para o Singular (não digite ...):

Sage

sage: R1 = singular.ring(0, '(x,y)', 'dp')
sage: R1
polynomial ring, over a field, global ordering
//   coefficients: QQ
//   number of vars : 2
//        block   1 : ordering dp
//                  : names    x y
//        block   2 : ordering C
sage: f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
....:    '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
....:    '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Python

>>> from sage.all import *
>>> R1 = singular.ring(Integer(0), '(x,y)', 'dp')
>>> R1
polynomial ring, over a field, global ordering
//   coefficients: QQ
//   number of vars : 2
//        block   1 : ordering dp
//                  : names    x y
//        block   2 : ordering C
>>> f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
...    '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
...    '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Sage Live

R1 = singular.ring(0, '(x,y)', 'dp')
R1
f = singular('9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 +'
   '9*x^6*y^4 + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 -'
   '9*x^12*y^3 - 18*x^13*y^2 + 9*x^16')

Agora que definimos \(f\), vamos imprimi-lo e fatorá-lo.

Sage

sage: f
9*x^16-18*x^13*y^2-9*x^12*y^3+9*x^10*y^4-18*x^11*y^2+36*x^8*y^4+18*x^7*y^5-18*x^5*y^6+9*x^6*y^4-18*x^3*y^6-9*x^2*y^7+9*y^8
sage: f.parent()
Singular
sage: F = f.factorize(); F
[1]:
   _[1]=9
   _[2]=x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4
   _[3]=-x^5+y^2
[2]:
   1,1,2
sage: F[1][2]
x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4

Python

>>> from sage.all import *
>>> f
9*x^16-18*x^13*y^2-9*x^12*y^3+9*x^10*y^4-18*x^11*y^2+36*x^8*y^4+18*x^7*y^5-18*x^5*y^6+9*x^6*y^4-18*x^3*y^6-9*x^2*y^7+9*y^8
>>> f.parent()
Singular
>>> F = f.factorize(); F
[1]:
   _[1]=9
   _[2]=x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4
   _[3]=-x^5+y^2
[2]:
   1,1,2
>>> F[Integer(1)][Integer(2)]
x^6-2*x^3*y^2-x^2*y^3+y^4

Sage Live

f
f.parent()
F = f.factorize(); F
F[1][2]

Como com o exemplo para o GAP em GAP, podemos calcular a fatorização acima sem explicitamente usar a inteface do Singular (todavia, implicitamente o Sage usa a interface do Singular para os cálculos). Não digite ...:

Sage

sage: x, y = QQ['x, y'].gens()
sage: f = 9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 + 9*x^6*y^4 \
....:     + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 - 9*x^12*y^3 \
....:     - 18*x^13*y^2 + 9*x^16
sage: factor(f)
(9) * (-x^5 + y^2)^2 * (x^6 - 2*x^3*y^2 - x^2*y^3 + y^4)

Python

>>> from sage.all import *
>>> x, y = QQ['x, y'].gens()
>>> f = Integer(9)*y**Integer(8) - Integer(9)*x**Integer(2)*y**Integer(7) - Integer(18)*x**Integer(3)*y**Integer(6) - Integer(18)*x**Integer(5)*y**Integer(6) + Integer(9)*x**Integer(6)*y**Integer(4)     + Integer(18)*x**Integer(7)*y**Integer(5) + Integer(36)*x**Integer(8)*y**Integer(4) + Integer(9)*x**Integer(10)*y**Integer(4) - Integer(18)*x**Integer(11)*y**Integer(2) - Integer(9)*x**Integer(12)*y**Integer(3)     - Integer(18)*x**Integer(13)*y**Integer(2) + Integer(9)*x**Integer(16)
>>> factor(f)
(9) * (-x^5 + y^2)^2 * (x^6 - 2*x^3*y^2 - x^2*y^3 + y^4)

Sage Live

x, y = QQ['x, y'].gens()
f = 9*y^8 - 9*x^2*y^7 - 18*x^3*y^6 - 18*x^5*y^6 + 9*x^6*y^4 \
    + 18*x^7*y^5 + 36*x^8*y^4 + 9*x^10*y^4 - 18*x^11*y^2 - 9*x^12*y^3 \
    - 18*x^13*y^2 + 9*x^16
factor(f)

Interfaces¶

GP/PARI¶

GAP¶

Singular¶

Maxima¶