一款以 AI 大模型为核心驱动的智能数学学习应用，深度融合多模态 AI 与交互式可视化，提供从拍照搜题到动态几何的一站式学习体验。
MathMate 产品演示视频 · 点击播放
团队：AK全队 · 2026.05
面向 12-22 岁数学学习者，解决传统搜题工具的核心痛点
市面拍照搜题产品多为题库匹配，只输出最终答案和固定解析；遇到未收录题目完全无能为力，无法针对性解释学生的困惑。
静态图片无法展示几何图形的动态关系（动点轨迹、切线变化），学生难以建立空间直觉。传统产品不提供交互式图形。
学生需在多个 App 之间切换——计算器、画图工具、搜题工具、笔记工具，学习流程被打断，效率低下。
不同年级、不同水平的学生需要不同深度和风格的讲解，但传统产品千人一面，无法适配个体需求。
MathMate 实际使用场景
高三学生小张遇到解析几何大题，打开 MathMate 拍照上传。10 秒内完成题目识别、AI 求解，并自动生成交互式几何图形——他可以拖动动点，直观看到轨迹变化和临界条件。AI 给出分步骤解题思路，从审题、建模到计算、验证全程展示。
初三学生小李备考二次函数专题，对参数影响感到困惑。她打开 AI 聊天助手，用自然语言提问："二次函数 y=ax²+bx+c 中 a 的正负怎么影响图像？"AI 即时回复解释，并调用绘图工具实时展示不同参数下的图像变化。还浏览了推荐的 B 站数学视频，彻底理解了函数变换。
拍照上传后，AI 流水线自动完成从识别到可视化的完整流程
火山引擎多模态模型将图片识别为 Markdown + LaTeX 格式，支持手写体与印刷体，图像裁剪与增强预处理。
DeepSeek 大模型对识别结果进行深度推理，生成清晰的分步解析，覆盖小学到大学各难度。
AI 自动生成几何 JSON → 自研 Canvas 引擎渲染可交互图形，支持点/线/圆/椭圆/抛物线/双曲线/动点。
从拍照解题到拓展学习，全方位呈现 MathMate 的强大功能
拍照即解题，AI 实时推理生成详细解答
拍照或从相册选取数学题目，AI 自动识别公式、求解并生成分步解析。支持图像裁剪与增强预处理，10秒内完成「拍照→识别→解题→可视化」全流程。无题库限制，任意题目均可识别求解。
自研 Flutter 原生渲染引擎，AI 驱动动态图形
核心创新：AI 自动从题目文本中抽取几何参数并生成 JSON，自研 GeometryPainter 引擎（纯 Dart Canvas）实时渲染可交互图形。支持点、线、圆、椭圆、双曲线、抛物线、动点轨迹动画、滑块拖拽。零 WebView 依赖，60fps 原生帧率，解析失败自动重试。
手写笔记 + 富文本编辑，AI OCR 智能识别
双重笔记模式：手写笔记支持 Catmull-Rom 样条平滑笔迹、真橡皮擦精确擦除、7 色 3 档画笔、双指缩放平移、AI 手写识别转 LaTeX；打字笔记基于 flutter_quill 富文本编辑器，支持 LaTeX 公式插入与图片嵌入。OCR 扫描识别手写内容，将纸质笔记转为结构化数字 Markdown。
六大专业工具，一站式数学探索
集成 GeoGebra 离线版（WebView），提供科学计算器、几何画板、函数绘图、3D 视图、尺规作图、概率模型六种专业工具。与世界领先的数学可视化工具深度整合，学生可进行立体几何建模、函数图像绘制、概率分布分析，通过拖拽参数直观观察数学规律。
AI 推荐 + B 站数学视频精准匹配
基于 DeepSeek AI 推荐算法 + 本地关键词匹配的 B 站数学视频推荐系统。支持按年级和模块筛选（小学至高中），历史记录加权排序，智能关联解题知识点。内置 B 站优质数学 UP 主推荐库，帮助学生找到最适合的学习资源。
多模型协同，一对一智能辅导
嵌入式数学导师，是整个 MathMate 动态生态系统中专为数学教学设计的核心模块。以"一对一私人教师"的角色提供解题思路、公式推导、解题方案指导、个性化数学策略。支持流式聊天、Markdown + LaTeX 实时渲染、深度思考链展示、多轮上下文对话，可从主页 Hero 动画过渡进入。
多层协作架构：应用层 → 服务层 → AI 层 → 数据层 → 可视化引擎
去掉 AI，MathMate 的每一项核心功能都无法成立
拍照后将手写/印刷数学题转为 Markdown + LaTeX
分步推理解答，覆盖小学到大学各难度数学题
根据题目自动生成几何图形 JSON 描述
多轮自然语言交互，个性化辅导
基于搜索历史的语义化学习视频推荐
| 用户痛点 | AI 能力 | 解决方式 |
|---|---|---|
| 搜题不够灵活 | 大模型推理 | 任意题目均可实时求解，无题库限制 |
| 几何图形无法交互 | 结构化输出 | AI 自动生成图形参数 JSON → 自研引擎渲染 |
| 缺乏个性化讲解 | LLM 多轮对话 | 针对性追问，适配不同水平学生 |
| 学习工具分散 | 多模型协作流水线 | 统一集成在一个 App 中 |
从核心流水线到知识图谱的系统化演进路径
OCR 识别 + AI 解题 + 几何可视化三步流水线，基础 UI 框架搭建。定义 GeometryJSON 协议，实现 Canvas 渲染引擎 MVP。
AI 对话助手（流式响应、Markdown + LaTeX）、多轮上下文对话、搜题历史记录持久化。
GeoGebra 六种数学工具集成（WebView）、手写笔记（Catmull-Rom 平滑）、打字笔记（flutter_quill 富文本）。
AI 视频推荐系统（B 站数学视频 + DeepSeek 语义匹配）、PDF 查看器与标注功能。
Web 平台支持（Flutter Web 构建）、Isar → Hive 数据库迁移完成、跨平台日志系统上线（logger_io / logger_web）、性能优化与稳定性提升。
个人知识图谱构建、智能错题本、知识库系统（概念/公式/定理库）、智能复习规划、学习路径推荐。
从知识图谱构建到本地化 AI 的三阶段演进规划
构建个人知识图谱、智能错题本自动归集、知识库系统（概念/公式/定理库）、LaTeX 公式编辑器组件。
集成 Wolfram Alpha / Symbolab 外部计算引擎、学习路径智能规划与推荐、多维度知识掌握度分析。
flutter_onnxruntime 本地 AI 模型（离线 OCR/推理）、3D 几何可视化增强、VR/AR 数学空间演示、多语言国际化。
MathMate 在数学解题、可视化、学习工具与成本效率上全面领先
| 对比维度 | 传统搜题 App（作业帮等） | MathMate |
|---|---|---|
| 解题方式 | 题库匹配 → 固定解析 | AI 实时推理 → 动态分步讲解 |
| 几何可视化 | 静态图片或无图形 | AI 自动生成交互式几何图形 |
| 题目覆盖 | 仅限题库收录 | 无题库限制，任意题目均可求解 |
| 学习工具 | 单一搜题功能 | 一站式：搜题 + 对话 + 工具箱 + 笔记 + 视频 |
| 个性化 | 无差异化 | 按年级分层，AI 多轮对话追问 |
| 图形技术 | 无或简单图片 | 自研 Flutter 原生引擎，60fps，零 WebView 依赖 |
| 成本效率 | 题库维护成本高 | Serverless 架构，API 按调用付费 |
基于行业参考数据的多维竞争力评估
Freemium 模式 + B2B 合作，瞄准千亿级 AI 教育市场
免费：每日限定次数拍照搜题、基础 AI 对话
订阅会员：¥19.9/月 — 无限搜题、高级模型（更长推理链）、错题本、知识图谱、视频缓存
年费：¥168/年（省 30%+）
与教培机构合作提供定制化 AI 辅学 SDK；为 B 站教育 UP 主提供流量分发收取推广费用；与出版社合作定制学科内容。
AI 原生架构 vs 传统题库方案：题目覆盖无上限
自研几何渲染引擎：形成核心技术壁垒
一站式产品体验：减少用户切换摩擦
开源社区：社区驱动快速迭代
Flutter 跨平台 + 多 AI 模型协作 + 自研渲染引擎
从 v1.0 到 v2.2，持续迭代的功能演进
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开源免费，基于 Flutter 构建，融合多 AI 大模型
从拍照解题到动态几何可视化的一站式数学学习体验
AK完全队 — 来自软件学院的跨学科创新团队
统筹任务，联系导师，调研竞品，提供创意方向
客户端应用架构设计与核心界面开发，接口对接和数据库管理
产品视觉风格定调、高保真用户交互流程和设计输出规范
服务器端与接口开发、技术栈选型、核心模块代码编写与性能优化
专注垂直领域（数学方向）的大模型提示词编写与逻辑调优
软件学院，主要提供技术指导和具体注意事项
软件学院，主要指导想法设计以及竞品角度