首页
学习
活动
专区
圈层
工具
发布

用Python学数学之Sympy代数符

计算器还可以做科学运算,比如乘方、开方、指数、对数、三角函数等,尽管这些知识在我们初中时代,通过纸笔也是能运算起来的,但是也仅限于一些极其常用和简单的运算,一旦复杂起来,通过纸笔来运算就是一项复杂的工程了...但是我们学生时代所学的数学可远不止这些,尤其是高等数学(微积分)、线性代数、概率统计等数学知识应用非常广泛(我也是后来才知道),但是由于他们的运算非常复杂,我们即便掌握了这些知识,想要应用它又谈何容易,...) 求解方程组 在人教版的数学教材里,我们初一上会接触一元一次方程组,初一下就会接触二元一次方程、三元一次方程组,在初三上会接触到一元二次方程,使用Sympy的solve()函数就能轻松解题。...解一元一次方程 我们来求解这个一元一次方程组。...:exp(x)*sin(x) 转化之后为: $$e^xsin(x)$$ 求定积分 Sympy同样是使用integrate()函数来做定积分的求解,只是语法不同:integrate(表达式,(变量,下区间

2.6K20

猫头虎 分享:Python库 SymPy 的简介、安装、用法详解入门教程 ‍

在接下来的内容中,你将了解如何使用 SymPy 解决常见问题,避免一些常见错误,并学习如何在Python开发中最大化地发挥其作用。 什么是 SymPy?...方程求解 :SymPy 可以解代数方程、微分方程、差分方程等。 矩阵运算 :支持矩阵的基本运算、行列式、特征值与特征向量等高级操作。 绘图 :能够生成函数图形,帮助可视化分析。...方程求解 SymPy 可以解代数方程: solution = sp.solve(expr, x) print(solution) 6....答: 符号变量是SymPy进行符号运算的基础。通过 symbols() 函数来定义,例如 x = symbols('x')。...sp.N(sp.pi, 50) # 将 π 计算到50位小数 Q3: 为什么 SymPy 的表达式看起来那么复杂? 答: SymPy 处理复杂表达式时,有时会出现未简化的表达式。

93310
  • 您找到你想要的搜索结果了吗?
    是的
    没有找到

    用Python来计算

    Sympy是啥 这是一个 可以免费使用 的用python写的库(相当于打包好的一堆函数),然后你可以调用这些函数来完成诸如多项式求值、求极限、解方程、求积分、微分方程、级数展开、矩阵运算等等计算问题。...sympy(symbol-python)主要进行的是符号计算,就是化简表达式之类的。...sympy有以下功能: 表达式化简,求值,变形 微积分 求解线性或非线性方程 求解微分方程或差分方程 矩阵运算 数学公式的 TeX 或 LaTeX 显示 矩阵运算、微积分和表达式化简一般来说比较常用...要求解这个首先需要导入sympy这个库,为了它的输出更加美观使用init_printing函数 import sympy as sym sym.init_printing(use_latex="mathjax..., \beta") 其中sympy用symbols函数申明符号,用逗号隔开,支持LaTeX语法,这里在字符串前面加r是为了防止一些转义字符引起bug 符号定义好了就可以定义矩阵的,使用sympy的Matrix

    26700

    PYTHON替代MATLAB在线性代数学习中的应用(使用Python辅助MIT 18.06 Linear Algebra学习)

    不使用内置的PYTHON3是为了防止安装很多扩展库的时候会有系统完整性检查导致的不兼容,不过只是跑一跑数学运算的话倒也不用担心这些。...SymPy在这方面有比较多的优势,所以本文会把SymPy当做另外一个选择。 SciPy以及还有一些小众计算模块同样非常优秀,但限于篇幅,本文中只好做一些取舍。...NumPy的很多方法都接受使用Python内部数组作为参数来表达向量和矩阵,所以给人的印象,这些类型之间没有什么区别。...由这一步开始,逐步求解靠后的主元,再回代至方程,以求解更多的未知数主元。重复这个步骤,直到完成所有未知数的求解。 NumPy中,并没有提供矩阵的LU分解功能。...但因为测量误差以及干扰因素,这些不准确的测量值所形成的方程组,往往因为误差导致的矛盾因素是无解的。

    5.9K51

    从零开始学习PYTHON3讲义(十一)计算器升级啦

    经过这些解释,你是不是能看懂了?最后看化简的结果,跟我们手工的过程一模一样。这些新的函数,希望你自己给自己找一些算式多练习,才能更快的掌握。 ---- 解方程 解方程在数学中简直占了半壁江山啊。...(假设甲乙的速度均匀稳定) 希望你还记得原来的结题过程,我直接列出来吧,毕竟我们要学习的是Python不是数学: 假设甲的速度为x千米/小时,假设乙的速度为y千米/小时 列方程式(2.5+2)x...sympy定义了sympy.Eq()函数来描述等式,以上面的两个方程为例,可以写成这个样子:sympy.Eq((2.5+2) * x+2.5 * y,36)和sympy.Eq(3 * x+(3+2) *..., y: 3.60000000000000} 嗯,说不编程序了,实际最后还是编了,好在比较简单:) 程序中定义未知数符号、描述等式,重点是使用了sympy.solve函数来解方程。...第一个列表中是方程式(等式),第二个列表是要求解的未知数。

    1.9K30

    Python 数学应用(一)

    这是使用特定格式的构造函数来完成的,您希望将稀疏矩阵存储在其中。...这将 SymPy 表达式转换为使用 SymPy 标准函数的 NumPy 等价函数来数值评估表达式。结果类似于定义 Python Lambda,因此得名。...*np.exp(-0.2*t) 如何做到… 按照以下步骤数值求解微分方程并绘制解以及误差: 我们使用 SciPy 中的integrate模块中的solve_ivp例程来数值求解微分方程。...这个例程期望提供三个位置参数:函数f,应找到解的t范围,以及初始y值(在我们的例子中为T[0])。可以提供可选参数来更改求解器、要计算的点数以及其他几个设置。...还有更多… solve_ivp例程是微分方程的多个求解器的便捷接口,默认为龙格-库塔-费尔伯格(RK45)方法。不同的求解器有不同的优势,但 RK45 方法是一个很好的通用求解器。

    86900

    赠书 | 算力时代,用 Python 来快速解决复杂问题

    求数a的平方根,即相当于求下面2次方程式中x的值。 x²- a=0 解该方程式的方法虽然有很多,这里我们将考虑采用2分法(bisection method)求解。以下就是2分法的解题思路。...在列表1.3中的solve.py程序中,只要描述出方程式,即可实现求解。solve.py使用sympy模块。在本节最后,会对包含sympy模块在内的Python模块的安装方法进行说明。...16:# solve.py结束 下面内容即为solve.py程序中设定方程式并求解的过程。...此外,为了使用这些模块,需要在Python的基础语言系统上追加安装合适的模块。如,列表1.3的solve.py程序,会用到sympy这个模块,为此,需要安装sympy模块。...你家的 IoT 设备可能已成为僵尸网络“肉鸡”☞换脸火了,我用 python 快速入门生成模型点分享点收藏点点赞点在看

    1.1K20

    handcalcs,一个强大的 Python 库!

    Handcalcs库还可以用于方程求解,以下是一个求解二次方程的示例: from sympy import symbols, Eq, solve x = symbols('x') eq = Eq(x...Handcalcs库可以处理复杂的方程求解,并将过程展示为数学公式。...以下是一个复杂方程求解的示例: from sympy import symbols, Eq, solve from handcalcs.decorator import handcalc @handcalc...本文详细介绍了Handcalcs库的安装方法、主要特性、基本和高级功能,以及实际应用场景。通过这些内容,希望大家能够全面掌握Handcalcs库的使用,并在实际项目中发挥其优势。...无论是在学术研究、工程计算还是教学过程中,Handcalcs库都将是一个不可或缺的利器。 如果你觉得文章还不错,请大家 点赞、分享、留言 下,因为这将是我持续输出更多优质文章的最强动力!

    25610

    从Sine到Heun:Wolfram语言中5个数学和物理学领域的新函数

    微分方程生成的函数 很多经典的基础和特殊函数是微分方程的特定解。实际上,很多函数最开始引入都是为了尝试解决在物理、天文和其他领域中碰到的微分方程。所以,这些函数都被看做是由关联微分方程生成。...我很喜欢直接研究微分方程,而不是它们的特定解;这种方法更好,因为微分方程被看做是大型数据结构,所以我们也可以从它们生成的微分方程中得到很多关于数学函数的额外信息。...但是重要的是,对于高级特殊函数来说(比如Heun函数),它们的Frobenius展开式的系数遵守至少三项的递归关系。这些函数没有闭式通式。...一个值得注意的情况是,HeunC可以在不规定参数xλ的情况下求解通式形式的广义椭球方程: ? ? HeunD是双合流Heun方程在原点z=1处的标准级数解: ?...二十世纪的量子力学与超几何类函数紧密联系,但是能用这些特殊函数解决的问题越来越少,亟需一个新的函数类别。

    1.6K10

    为什么数值仿真里要用RK4(龙格库塔法)

    小跳最近在搭建一个数值仿真环境,由于需要用到python里面的一些库,所以不得不把simulink的模型搬过来,我们都知道在simulink里,仿真的时候设置仿真步长和微分方程求解器是必要的步骤。...但是为什么要设置这个小跳却早已忘记了。 一年级的时候搬砖搬多了,数分课也没好好上,回头一看,这么简单的东西,当时竟然整的稀里糊涂的。 为什么要用RK4 先po一张图,直观感受一下仿真的误差。 ?...定义回顾 数值分析中,龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)是用于非线性常微分方程的解的重要的一类隐式或显式迭代法。...这些技术由数学家卡尔·龙格和马丁·威尔海姆·库塔于1900年左右发明。该方法主要是在已知方程导数和初值信息,利用计算机仿真时应用,省去求解微分方程的复杂过程。 令初值问题表述如下。...as sy # 这里介绍一个符号运算的方法,可以用来求解方程什么的 def diff_eq(t,x): return sy.diff(x(t),t,1) - x(t) t = sy.symbols

    2.1K20

    MATLAB 数学应用 微分方程 时滞微分方程 具有常时滞的DDE「建议收藏」

    大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 本文讲述了如何使用 dde23 对具有常时滞的DDE(时滞微分方程)方程组求解。...要在 MATLAB 中求解此方程组,您需要先编写方程组、时滞和历史解的代码,然后再调用时滞微分方程求解器 dde23,该求解器适用于具有常时滞的方程组。...dde23 接受时滞的向量参数,其中每个元素是一个分量的常时滞。 lags = [1 0.2]; 编写方程代码 现在,创建一个函数来编写方程的代码。...求解器会自动将这些输入传递给该函数,但是变量名称决定如何编写方程代码。...(如果您需要在特定点的解,可以使用 deval 来计算在特定点的解。) 绘制三个解分量对时间的图。

    95320

    高数期末有救了?AI新方法解决高数问题,性能超越Matlab

    研究者提出了一些技术,生成包含积分和一阶、二阶常微分方程的大型训练数据集。 积分 研究者提出三种方法来生成函数及其积分。...该方法生成对问题空间子集具备代表性的样本,这些样本可被外部符号数学框架成功求解。...研究者对二阶常微分方程也使用了类似的方法,不过二阶方程有两个常量 c_1 和 c_2,因此简化略微复杂一些。 无效表达式:最后,研究者从数据集中删除无效的表达式。...结果 下表 2 展示了模型对函数积分和微分方程求解的准确率。 ? 表 2:模型对函数积分和微分方程求解的准确率。所有结果均基于包含 5000 个方程的留出测试集。...表 7:FWD 训练模型可求积分而 SymPy 不可求积分的函数/积分示例。尽管 FWD 模型仅在 SymPy 可求积分函数的子集上训练,但它可以泛化至 SymPy 不可求积分的函数。

    1.7K20

    开源图书《Python完全自学教程》12.4科学计算

    12.4.2 第三方库 Python 生态中拥有非常丰富的支持科学计算的第三方库,常用的有 NumPy 、Pandas 、SciPy 、Matplotlib 、SymPy 等,建议读者将这些库依次安装。...print(r) [15]: [[ 4.5] [ 0.5] [-0. ]] 这里使用 np.linalg.solve() 函数求解线性方程组,从输出结果可知,...+9x_2-7x_3+6x_4&=0\end{cases} 还是使用前面的函数,对此方程组求解。...当所有变量的解都是 0 ,原线性方程组成立,但这仅仅是一个特解。根据线性代数的知识可以判断,此方程组有无穷多个解(参阅《机器学习数学基础》2.4.2节),还能用程序计算吗?...也正是基于这些思考,我出版了《机器学习数学基础》(网址:http://math.itdiffer.com),在这本书中,不强调传统数学教材中的“纸笔计算”,重点是在理解有关数学原理之后,用程序工具完成计算

    1.5K20

    神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析

    为什么我们关注常微分方程呢? 首先,让我们快速简要概括一下令人讨厌的常微分方程是什么。常微分方程描述了某些由一个变量决定的过程随时间的变化。这个时间的变化通过下面的微分方程来描述。...求解函数也被叫做积分曲线(因为我们可以通过对这个方程积分得到方程的解x(t)).让我们尝试用SymPy软件包来解一下上面图片上的方程: from sympy import dsolve, Eq, symbols...如果以恰当的形式给出微分方程,我们可以用解析法进行求解,但通常是采用数值方法求解。...运行利用微分方程求解器反向传播进行的优化过程,并最小化实际动态过程和建模的动态过程之间的差异。...就我个人而言,我希望这个方向进一步发展(我在上面展示了一些链接),使这些神经网络(常)微分方程能表达更丰富的函数类,我将密切关注这些信息。 * 注:相关链接可点击阅读原文访问。

    7.7K32

    仿真小白必须知道的!有限元法-它是什么?FEM和FEA解释

    换句话说,当一个特定的边界条件被应用到一个物体上时,这可能导致几种配置,但实际上只有一种特定的配置是可能的或实现的。即使在多次进行仿真时,也会获得相同的结果。为什么会这样?...积分形式需要进行数值求解,因此积分被转换为可以数值计算的求和。此外,离散化的主要目标之一也是将积分形式转化为一组矩阵方程,这些方程可以用众所周知的矩阵代数理论来求解。...关于这方面的更多细节,本文所列的参考资料“如何学习有限元分析?“建议。 求解者 一旦建立了矩阵方程,这些方程就传递给求解者来求解方程组。根据问题的类型,通常使用直接或迭代求解。...为了改进求解过程并将有限元分析的适用范围扩大到广泛的问题,最近进行了一些改进。仍在使用的一些重要问题包括: 扩展有限元法 Bubnov-Galerkin方法要求单元间位移的连续性。...虽然接触、断裂和损伤等问题都涉及到不连续和跳跃,但有限元法不能直接处理这些问题。为了克服这一缺点,XFEM诞生于20世纪90年代,XFEM通过扩展Heaviside阶跃函数来扩展形状函数。

    7.7K10

    【传感器标定】相机与雷达外参标定(理论与代码)

    前言 1、相机外参标定需要提前已知相机内参,相机内参标定这里不细谈, 推荐一篇博客计算机视觉(相机标定;内参;外参;畸变系数 2、外参标定转化数学问题:计算一个三维坐标系到另一个三维坐标系的旋转与平移。...4、标靶:贴一张虚拟的标靶图片: (实际标靶要根据需求自行制作) 一、相机外参标定 1.1、apritag识别 1、在标靶四个角贴上标签 2、识别四个标签得到在图像坐标系下的坐标 def calibration_point...通过已知条件联立方程可以求出解。通过消元法可以解 公式推导参考:消元法 通过余弦定理建立方程,转化后得出一个二元二次方程组。 消元法求解,可能有四组解。...('x') # 求解x solve = sympy.solve(A * unknownX ** 4 + B * unknownX ** 3 + C * unknownX ** 2 + D *...2.4、雷达外参 定义好世界坐标系(车体),已知a,b,c,d在世界坐标系坐标,易计算雷达外参。 三、实际操作注意事项 1、雷达安装位置不同,标定板摆放高度、距离也应不同,确定后就保持不变。

    1.2K10

    Sympy 符号计算包使用

    研究源码前还是先学会使用吧,下面的是一些使用教程: sympy(符号计算系统)探索(相关资源) sympy(符号计算系统)探索 这个是以往相关的文章 ?...是一个数值型的结果 x=sympy.Symbol('x') # 定义一个符号 fx=2*x+1 # fx是一个表达式 fx.evalf(subs={x:2}) # 这个函数专门用来求解 开始符号计算了...这些是渲染了公式,就直接的截图了 Matrix( [ [1,-1], [3,4], [0,2] ] ) # 构造矩阵 Matrix([[...1,-1],[3,4],[0,2‍‍]) # 构造矩阵 一般来说,大家写的矩阵都是这个样子,但是我习惯写成上面的那样,因为规律一目了然,也不是规律。。。...我不知道怎么说了。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 关于矩阵的各种运算,也放在这里了 ? ? ? 最后画两个图

    1.1K10
    领券