线性代数图示
线性变换可视化/特征向量几何意义/二次型分类。
朗慧AI STEM-Questions · 学科中心
专为先进多模态大模型打造。覆盖代数、几何、微积分、概率统计、离散数学和数值分析六大数学子领域,统一5模型×5轮通过率≤40%难度门槛。约50%题目包含图示,是衡量模型多步推导与视觉推理的硬核基准。
数学是朗慧AI题库第三大学科,占总量20%。MathVista显示多模态大模型在复杂几何推理上平均仅34.2%(GPT-4o),多步符号推导更是先进模型的共同短板。朗慧数学题库在传统文本公式题基础上,大幅强化图示推理题(函数图、几何图、统计图、矩阵可视化),要求模型同时理解视觉信息与数学符号,约50%的题目包含图示元素,是衡量模型"真实数学推理"能力的硬核基准。
线性变换可视化/特征向量几何意义/二次型分类。
群/环/域的代数结构推理、正规子群与商群判定。
高次方程、分式方程、指数对数方程求解与图示。
曲线方程/参数方程/极坐标的图示判读与转换。
三维空间关系、面面相交、向量与平面夹角。
平面几何定理证明题,含辅助线构造。
函数极限图示(ε-δ定义视觉化)、间断点分类。
切线斜率图示/极值/凹凸性与拐点判读。
面积/体积图示、Fourier级数收敛性视觉化。
正态分布/t分布/卡方分布曲线判读与分位数计算。
条件概率/全概率公式图示、树形图推导。
最短路径/最小生成树/匹配问题的图示推理。
排列组合/容斥原理/递推关系的图示模型。
牛顿迭代/高斯消元/龙格库塔的收敛性分析。
梯度下降可视化、拉格朗日乘子法的几何解释。
| 难度 | 学段 | 占比 | 典型题型 |
|---|---|---|---|
| L1 大学低年级 | 大一大二(高数/线代) | 15% | 基础微积分/矩阵运算/简单概率 |
| L2 大学高年级 | 大三大四(专业数学) | 45% | 几何证明/级数收敛/多元积分 |
| L3 考试级 | 考研/竞赛难度 | 30% | 抽象代数证明/实变函数/偏微分方程 |
| L4 研究生/研究 | 前沿数学方向 | 10% | 论文级证明/拓扑/泛函分析 |
题干:附2×2矩阵 A = [[1, 2], [0, 1]] 作用于单位正方形的变换前后图示。请判断该变换的几何类型(剪切/旋转/反射/缩放),并计算变换后图形面积。
答案:该矩阵表示剪切变换(沿x轴方向)。det(A)=1,面积不变。单位正方形变为平行四边形。
5模型评测
题干:附韦恩图(事件A、B交集)。已知P(A)=0.3, P(B)=0.4, P(A∩B)=0.12。请计算P(A|B)和P(B|A),并判断A与B是否相互独立。
答案:P(A|B)=P(A∩B)/P(B)=0.12/0.4=0.3;P(B|A)=0.12/0.3=0.4。由于P(A|B)=P(A)=0.3,A与B相互独立。
5模型评测
题干:附加权有向图(6个节点A-F,含边权值)。请使用Dijkstra算法求出从节点A到节点F的最短路径及路径长度,写出每一步的距离更新过程。
答案:A→C→D→F,路径长度14。步骤:A(0)→松弛B(5),C(3);选C(3)→松弛D(8),E(10);选B(5)→无更新(松弛D:5+6=11>8);选D(8)→松弛F(14);选E(10)→松弛F:10+6=16>14;选F(14)→终止。
5模型评测
JSONL批量下载:完整字段+图片URL+5模型评测+LaTeX公式+推理链。
REST API:GET /DataAssetsAPI/stem-questions/mathematics。企业API Key请联系 lk@langhuiai.com。
5模型×5轮通过率≤40%(GPT-5.1/Claude Opus 4.6/Gemini-3.1-Pro/Qwen3.6-Plus/DeepSeek-V4),人类专家≥95%。
6大子领域:代数、几何、微积分、概率统计、离散数学、数值分析。
约50%题目包含图示(函数图像、几何图形、统计图表、矩阵可视化等)。
零重合。经pHash+n-gram去重,与MathVista/Math/MATH/GSM8K等公开基准重合度<0.5%。
统一使用LaTeX数学公式,支持行内与独立公式渲染。图片中公式以SVG/PNG矢量图嵌入。