数学计算协议服务
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技能介绍
解决什么问题
把“模型会算题”变成“工程上可调用的计算入口”。开发者常需要在链路里插入数学计算:把自然语言里的表达式、百分数、数组统计、矩阵求解或金融现金流问题,转成可复现的 API 调用,而不是让模型直接硬算或临时写脚本。这个技能负责补齐从意图理解到参数提取、再到调用计算服务的这一段。
工作机制与核心能力
技能把大模型当作路由层:模型判断用户意图、选择工具、提取参数;真正计算由外部协议服务完成,代码层通过 scripts.tools 中的函数转发。使用前必须先拿到 API 密钥;若 scripts.config.settings.api_key 为空,应向用户询问,并用 scripts.config.set_api_key 保存。没有密钥时不能自行搜索或编造结果。
当前资料列出的工具覆盖几类计算:
- 表达式求值:基于 SymPy 风格接口,支持
+、-、*、/、^、三角函数、对数、pi、e、sqrt、abs,可用variables传入变量。 - 实用计算:百分数 of/increase/decrease/change、多种舍入、角度与弧度互转。
- 数组与表格:基于 Polars 的逐元素运算、统计聚合、
normalize/standardize/minmax_scale/log_transform等预处理、描述统计、分位数与异常值检测、透视表、Pearson/Spearman 相关。 - 线性代数:矩阵乘法、求逆、转置、行列式、迹;线性方程组直接解或最小二乘解;特征值、SVD、QR、Cholesky、LU 等分解。
- 金融计算:TVM(PV/FV/PMT/rate/IRR/NPV 等现金流未知数)、复利、永续年金。
调用时应按关键字参数传参,例如 scripts.tools.calculate(expression='x^2 + 2*x + 1', variables={'x': 3})。返回的 raw 数据由模型整理后再展示。
使用边界
这个技能不是通用数学证明器:能力取决于底层 API 与工具函数支持的范围。资料中给出的示例主要是表达式求值、统计、数组、矩阵和金融计算;不要默认它能处理任意符号微积分、任意方程解析解或未列出的统计方法。密钥是硬约束,缺失时应先询问,不能绕过。所有结果都来自外部 API,涉及精度、单位、符号约定(如现金流正负号)和异常值判断时,仍需在业务层校验。
使用场景
- 代课老师要给学生成绩做加权统计并算年级排名,需要快速调用百分数与统计工具。
- 数据分析师做特征预处理,要把原始数组标准化并计算相关性矩阵后输出结果。
- 量化实习生在建模时需要解线性方程组并计算矩阵特征值,想验证手算结果。
- 财务要计算贷款月供和复利收益,用于比较不同利率下的总还款额。
适合人员
- 后端工程师:需要把数学公式、矩阵运算和金融计算封装成稳定可调用的 API。
- 数据科学学生:做课程项目时要处理数组统计、标准化和相关系数而不写复杂脚本。
- 量化研究员:在建模阶段要快速求解线性方程组、计算矩阵分解并验证精度。
- 财务分析师:需要计算现金流现值、复利终值和分期付款用于方案对比。