| title | Math Solver Agent |
|---|---|
| emoji | 🧮 |
| colorFrom | purple |
| colorTo | indigo |
| sdk | docker |
| pinned | false |
| license | mit |
完全离线的 AI 数学解题系统 — 无需 OpenAI / DeepSeek API，本地运行。
独立设计并实现，无框架依赖，手动实现完整 ReAct Agentic Loop。
| 技术点 | 实现方式 |
|---|---|
| ReAct Agentic Loop | 手动实现 while 循环：LLM → tool_calls → 执行 → 追加结果 → 循环 |
| Tool Use / Function Calling | 三工具设计：规划 → 检索 → 计算，结构化解题 |
| RAG 语义检索 | nomic-embed-text 向量化公式库，余弦相似度检索，无需预知 topic |
| 本地 LLM | 支持 qwen3.5:9b via Ollama，完全离线，零 API 成本 |
| SymPy 符号计算 | 精确无浮点误差，支持求导/积分/极限/解方程 |
| MCP Server | FastMCP 包装三个工具，可直接集成进 Claude Code / Claude Desktop |
| Web UI | Gradio 界面，实时显示 Agent 工具调用追踪 |
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 用户输入（CLI / Web UI） │
└──────────────────────┬──────────────────────────────────────────┘
▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ MathAgent — ReAct Agentic Loop (agent.py) │
│ │
│ LLM (qwen3.5:9b via Ollama 或 DeepSeek API) │
│ ├─ finish_reason == "tool_calls" → 执行工具 → 循环 │
│ └─ finish_reason == "stop" → 返回最终答案 │
│ │
│ MAX_ITERATIONS = 12 （防止无限循环） │
│ 支持多轮对话 history │
└──────┬──────────────────────┬──────────────────────┬────────────┘
▼ ▼ ▼
┌─────────────┐ ┌──────────────────┐ ┌─────────────────────┐
│step_decomposer│ │ formula_lookup │ │ calculator │
│ 分析题型 │ │ 公式库检索 │ │ SymPy 符号引擎 │
│ 生成解题路线图│ │ 8 个主题 / 60+条│ │ evaluate / solve │
└─────────────┘ │ RAG 语义检索版 │ │ differentiate │
│ (nomic-embed-text│ │ integrate │
│ + 余弦相似度) │ │ limit ← NEW │
└──────────────────┘ │ definite_integral │
└─────────────────────┘
公式库主题（formula_lookup）：
algebra · geometry · calculus · trigonometry · statistics · number_theory
complex_analysis (复变函数) ← NEW
numerical_analysis (数值分析) ← NEW
# 前置条件：安装 Ollama 并拉取模型
ollama pull qwen3.5:9b
ollama pull nomic-embed-text
# 安装依赖
pip install openai sympy gradio requests
# 启动 Web UI
USE_LOCAL=1 python app.py
# → 访问 http://localhost:7860
# 或使用 CLI
python main.py --localpip install openai sympy gradio
export DEEPSEEK_API_KEY="sk-..." # 从 platform.deepseek.com 获取
python app.py # Web UI
python main.py # CLIpip install "mcp[cli]"
claude mcp add math-agent -- python mcp_server.py
# 之后在 Claude Code 里可以直接调用 calculator / formula_lookup / step_decomposer┌─────────────────────────────────┬────────────────────────────┐
│ 🤖 对话区 │ 模式切换 │
│ │ ☑ 本地 Ollama（离线） │
│ 用户: 解方程 2x²+5x-3=0 │ │
│ AI: 这是标准二次方程... │ 🔧 Agent 工具调用追踪 │
│ x = 1/2 或 x = -3 │ ───────────────────── │
│ │ 🔧 调用: step_decomposer │
│ [输入框] [发送] [清空] │ 参数: {quadratic...} │
│ │ 🔧 调用: formula_lookup │
│ 📝 示例: 求导 f(x)=x³·sin(x) │ 参数: {algebra} │
│ 查公式: 留数定理 │ 🔧 调用: calculator │
│ ∫₀¹ x² dx │ 结果: [1/2, -3] │
└─────────────────────────────────┴────────────────────────────┘
📌 输入数学题：解方程 2x² + 5x - 3 = 0
🤔 Agent 思考中...（本地 qwen3.5:9b）
🔧 调用工具：step_decomposer
参数：{'problem_type': 'quadratic equation', 'problem': '...'}
结果：🔍 题型分析 | 类型：二次方程 | 1.整理...
🔧 调用工具：formula_lookup
参数：{'topic': 'algebra'}
结果：📐 ALGEBRA 常用公式 | • Quadratic Formula...
🔧 调用工具：calculator
参数：{'expression': '2*x**2 + 5*x - 3', 'operation': 'solve'}
结果：方程：2*x**2 + 5*x - 3 | 解：[1/2, -3]
📊 解题结果：
**解题思路**：标准二次方程，使用求根公式
**分步解答**：
1. 识别系数：a=2, b=5, c=-3
2. 代入公式：x = (-5 ± √(25+24)) / 4 = (-5 ± 7) / 4
3. 求解：x₁ = 1/2，x₂ = -3
**最终答案：x = 1/2 或 x = -3**
# 极限：variable 使用 "x->0" 格式
calculator(expression="sin(x)/x", operation="limit", variable="x->0")
# → lim(x->0) (sin(x)/x) = 1
# 定积分：expression 格式为 "f(x), 下界, 上界"
calculator(expression="x**2, 0, 1", operation="definite_integral")
# → ∫[0,1] (x²) dx = 1/3 ≈ 0.3333tools.py 里的 formula_lookup 需要指定 topic（固定 enum）。
rag_formula_lookup.py 用本地向量检索替代关键字匹配：
公式库 (60+ 条) → 每条加中文语义描述 → nomic-embed-text 向量化 → 存索引
用户题目（自然语言，不需要 topic）→ embedding → 余弦相似度 → top-k → qwen 生成解题思路
调试记录：直接把公式符号混进 embedding 文本，中文 query 跨语言匹配很差； 把"检索文本"（纯中文语义描述）和"返回内容"（公式本体）分开存，检索准确率显著提升。
ollama pull nomic-embed-text
python rag_formula_lookup.pymcp_server.py 用 FastMCP 把三个工具包装成标准 MCP Server：
- schema 从 Python 类型注解 + docstring 自动生成
- 任何 MCP host（Claude Code / Claude Desktop / Cursor）零配置发现并调用
test_mcp_client.py用官方 SDK 验证 server 正常工作
mcp dev mcp_server.py # MCP Inspector 调试
claude mcp add math-agent -- python mcp_server.py # 注册进 Claude Codeapp.py ← Gradio Web UI（推荐入口）
main.py ← CLI 入口（支持 --local 本地模式）
agent.py ← ReAct Agentic Loop，支持 Ollama / DeepSeek 双模式
tools.py ← 工具定义（JSON Schema）+ SymPy 实现 + 公式库
rag_formula_lookup.py ← RAG 语义检索版 formula_lookup（nomic-embed-text）
mcp_server.py ← FastMCP Server 包装
test_mcp_client.py ← MCP client 集成测试
- 无 LangChain / 无框架 — Agentic Loop 手动实现，清晰展示 tool_calls → 执行 → 追加 → 循环的完整机制
- 本地优先 — 默认支持 Ollama qwen3.5:9b，零成本、无隐私风险；DeepSeek 作为云端备选
- RAG 检索/生成分离 — embedding 文本用纯中文描述（语义锚点），返回内容用完整公式，解决跨语言检索问题
- MCP 协议 — 工具写一次，多个 AI host 共享，符合 2025 年后 AI 工具生态趋势
- SymPy 精确计算 — 符号计算避免浮点误差，limit/definite_integral 原生支持
Built with Claude Code · 2026