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用Python学数学之Sympy代数符

计算机代数系统 Sympy可以实现数学符号的运算,用它来进行数学表达式的符号推导和验算,处理带有数学符号的导数、极限、微积分、方程组、矩阵等,就像科学计算器一样简单,类似于计算机代数系统CAS,虽然CAS...) 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Sympysolve()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。...解二元一次方程组 我们来看如何求解二元一次方程组。...\end{cases} $$ 执行之后,很快可以得出结果{x: 8, y: 2, z: 2},也就是 $$x=8,y=2,z=2$$ 解一元二次方程组 比如我们来求解人教版九年级一元二次方程组比较经典的一个题目

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SymPy库解读

以下是一个简单的例子: pythonCopy codefrom sympy import Eq, solve # 定义方程 equation = Eq(x**2 - 4, 0) # 解方程 solution...= solve(equation, x) # 打印解 print(solution) 在这个例子中,我们定义了一个二次方程x**2 - 4 = 0,然后使用SymPysolve函数求解方程,得到方程的根...).diff(x, x) + f(x) # 求解微分方程 solution = dsolve(diff_eq) # 打印解 print(solution) 在这个例子中,我们使用SymPy的Function...] # 解方程组,得到拟合曲线的系数 coefficients = solve(equations, (a, b, c)) # 打印拟合曲线方程 fit_curve = Poly(a*x**2 +...通过学习和使用SymPy,用户可以更轻松地进行符号计算,并解决各种复杂的数学问题。希望这个教程能够帮助你更好地理解和使用SymPy,发现它在解决实际问题中的广泛应用。

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赠书 | 算力时代,用 Python 来快速解决复杂问题

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。...列表1.3 solve.py程序 1:# -*- coding: utf-8 -*- 2:""" 3:solve.py程序 4:利用sympy模块解方程式 5:有点复杂的方程式例子 6:使用方法...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。...x³+2x²-5x-6=0 求解方程式,如下面第14行内容,仅仅使用了solve()给出命令而已。...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。

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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)

容易造成概念的混淆,和计算中的错误。 当然Python内置的列表类型以及NumPy内置的列表类型并非不能使用,实际上它们在计算速度上有非常明显的优势。简单说就是功能少的类型,往往有高的速度。...([ [1], [2]]) 作为符号计算的优势,SymPy中可以定义未知数符号之后,再使用跟NumPy中同名的方法solve()来直接对一个方程求解,但那个不属于本文的主题范畴,所以不做介绍。...但前者的数字可以直接应用到机器学习等业务系统。而后者是对人的理解更有益,归根结底还是符号,不能当做数值使用。 好在Python之中,如果不考虑转换速度,不同模块之间共享数据非常容易。...在交互式方式下容易出现各种错误。...方程的特解是当自由变量为0的时候,方程的解。因此将tau0/tau1都设为0,化简一下,容易得到方程的特解为:      (-2,0,3/2,0)。

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线性方程

,只是此线性方程组与前面我们求解的线性方程组具有相同的解。...由此线性方程组,比较容易求得: 在上面的操作过程中,经过一系列的变换,最终得到了一个非常容易求解的矩阵,该矩阵称之为阶梯形矩阵。...” 例如,下面是一个阶梯形矩阵: 第一行主元1,位于第一列 第二行主元2,位于第二列 第三行主元1,位于第四列 第四行是元素都为0的零行 前述将增广矩阵变换成比较容易求解的阶梯矩阵的过程,称为矩阵的初等变换...(A,b) # 调用 solve 函数求解 print(r) 输出结果为: [[ 4.5] [ 0.5] [-0. ]] 此结果中的三项依次对应为 的结果。...关于使用SymPy求解线性方程组的详细说明,请参阅文档:https://docs.sympy.org/latest/index.html。

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从零开始学习PYTHON3讲义(十一)计算器升级啦

这说明,其实sympy使用的时候,最好使用from sympy import *,还记得吗?这相当于从sympy把所有可用资源都导入到了当前文件作用域,因此调用的时候可以完全省略sympy前缀。...+2)*x+2.5*y,36) b = Eq(3*x+(3+2)*y,36) #使用sympy.solve函数解方程solve([a,b],[x,y]) #运行结果: {x: 6.00000000000000..., 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。...我们再把程序简化一下: #引入扩展库 from sympy import * #在一行中直接定义两个未知数符号 x,y = symbols("x y") #使用sympy.solve函数解方程solve

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AI新方法解决高数问题,性能超越Matlab

更准确地讲,研究者使用序列到序列模型(seq2seq)解决符号数学的两个问题:函数积分和常微分方程(ODE)。这两个问题不管对接受过数学训练的人还是计算机软件而言都是难题。 ?...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。...对于给定方程,该研究提出的模型通常在不到一秒的时间内即可找出解。 下表 4 展示了该研究提出模型能解而 Mathematica 和 Matlab 不能解的函数示例: ?...表 4:该研究提出模型能解而 Mathematica 和 Matlab 不能解的函数示例。对于每个方程,该研究提出的模型使用贪婪解码找出有效解。 下表 5 是模型对方程返回的 top 10 假设。...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。 下表 8 展示了超时值对 Mathematica 准确率的影响。

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数值计算用Matlab?不,用python | 技术创作特训营第一期

sp.solveset(E1,x,domain=sp.Reals)请注意,函数solve也可以用于求解方程式,solve(equations, variables)#### sympy可以实现解方程,方法是令...返回结果是一个列表,每一项是一个解,如果是方程组,解#### 解列表每一项是一个元组,元组对应位置是对应自变量的值func=f-3# 返回f=3时x的值sympy.solve(func,x) # x**...但是不能对多元函数同时泰勒展开。#### 一元展开# sympy可以实现泰勒展开,具体函数抽象函数都可以。但是不能对多元函数同时泰勒展开。...# 解方程E1=sp.Eq(x**2+3*x-4,0)E1### domain=sp.Reals用于求解方程# 求解方程是要函数是solveset,# 使用语法是solveset(equation, variable...根据系统总势能方程,将位移形函数的表达式代入至外力做功和应变能函数中,总势能方程可以表示成如下形式:\mathbf{K} \cdot \mathbf{\Phi} = 0其中,\mathbf{\Phi }

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梯度下降法基本推导--机器学习最基本的起点

万一忘了怎么解方程也没关系,再附送一个python版本的解方程: from sympy import * a,b = symbols("a b") s1 = solve([Eq(69,30*a+b),...未知数无限多的方程 那说了这么多,这跟梯度下降有啥关系呢? 事情是这样的,在上面简单的例子中,只有一个特征值x,和两个未知数(两个常量系数需要求解),我们容易就能解方程。...但在人工智能系统中,特征值可能有很多,比如一幅224x224的彩色图片,就是224x224x3(色深)=150528个特征值。至少有150529个常量需要求解。...那会导致我们容易到达了一个局部最优解之后陷入在那里,而不是全局最优,这种情况不在本文讨论。...不能每计算一个θ值,就单独的代入到公式中,那样梯度下降就永远找不到方向了。

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Scipy 高级教程——解决偏微分方程

Python Scipy 高级教程:解决偏微分方程 Scipy 提供了强大的数值求解工具,其中包括解决偏微分方程(PDEs)的功能。...在本篇博客中,我们将深入介绍 Scipy 中解决偏微分方程的方法,并通过实例演示如何应用这些工具。 1. 一维热传导方程 我们将从一维热传导方程的数值求解开始。...二维波动方程 接下来,我们考虑二维波动方程的数值求解。波动方程表示为: 其中 u 是振幅, t 是时间,x 和 y 是空间。我们使用 solve_ivp 进行数值求解。...') plt.show() 在这个例子中,我们定义了二维波动方程求解函数,并使用 solve_ivp 进行数值求解。...总结 通过本篇博客的介绍,你可以更好地理解和使用 Scipy 中解决偏微分方程的方法。这些方法对于模拟物理现象、仿真动力学系统等有广泛的应用。

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【传感器标定】相机与雷达外参标定(理论与代码)

则 x, y, z = (u - cx) / fx, (v - cy) / fy, 1 归一化后可得单位向量PA,PB,PC 1.3、求角APB,角BPC,角CPA 由向量PA,PB,PC容易求出角APB...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 *...b * b + c * c) > 0.03: del result_cloud_point[i] return result_cloud_point 在较为空旷的场地,容易可以获取到标定板的大致位置...有时看不全、或者线束不够,可以采取相应的算法解决。 3、如果仅凭点对点计算旋转平移。角度会有一定误差。通过平面拟合与法向量可以迭代优化角度误差。

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用Python的Numpy求解线性方程

维基百科将线性方程组定义为: 在数学中,线性方程组(或线性系统)是两个或多个涉及同一组变量的线性方程的集合。 解决线性方程组的最终目标是找到未知变量的值。...解决方法有多种,例如消除变量,克莱默规则,矩阵解决方案。在本文中,我们将介绍矩阵解决方案。 在矩阵解中,要求解的线性方程组以矩阵形式表示AX = B。...为此,我们可以采用矩阵逆的点积A和矩阵B,如下所示: X = inverse(A).B 用numpy求解线性方程组 要求解线性方程组,我们需要执行两个操作:矩阵求逆和矩阵点积。...现在,让我们解决由三个线性方程组成的系统,如下所示: 4x + 3y + 2z = 25 -2x + 2y + 3z = -10 3x -5y + 2z = -4 可以使用Numpy库按以下方式求解以上方程式...结论 本文介绍了如何使用Python的Numpy库解决线性方程组。您可以使用linalg.inv()和linalg.dot()方法来求解线性方程组,也可以简单地使用solve()方法。

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用Python的Numpy求解线性方程

维基百科将线性方程组定义为: 在数学中,线性方程组(或线性系统)是两个或多个涉及同一组变量的线性方程的集合。 解决线性方程组的最终目标是找到未知变量的值。...解决此类系统的方法有多种,例如消除变量,克莱默规则,行缩减技术和矩阵解决方案。在本文中,我们将介绍矩阵解决方案。 在矩阵解中,要求解的线性方程组以矩阵形式表示AX = B。...为此,我们可以采用矩阵逆的点积A和矩阵B,如下所示: X = inverse(A).B 用numpy求解线性方程组 要求解线性方程组,我们需要执行两个操作:矩阵求逆和矩阵点积。...y4x + 3y 现在,让我们解决由三个线性方程组成的系统,如下所示: 4x + 3y + 2z = 25-2x + 2y + 3z = -103x -5y + 2z = -4 可以使用Numpy库按以下方式求解以上方程式...结论 本文介绍了如何使用Python的Numpy库解决线性方程组。您可以链式使用linalg.inv()和linalg.dot()方法来求解线性方程组,也可以简单地使用该solve()方法。

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时间序列平滑法中边缘数据的处理技术

所以t越大,时间序列越平滑,这意味着空间变量x表示时间序列中的“时间”,后面的求解会详细解释。 为什么要用这个方程呢? 热方程的问题是它不能很好地保存边。...这种方法比热方程更难,因为Perona-Malik PDE是非线性的(不像热方程是线性的)。一般来说,非线性方程不像线性方程那么容易求解。...但是这对我们来说不是一个问题——因为我们只解内部点的偏微分方程,而这些解在端点处是固定的。 我们使用一个简单的小系统的离散方程(比如有5个离散点),上面的解释可能会清晰得多。...用我们的微分矩阵法可以很好容易地写他的代码: def heat_smooth(p: np.array, k: float = 0.05,...虽然他的数学求解要复杂的多,但它确实对数据产生了非常好的结果。就个人而言,建议在开发过程中同时考虑 Perona Malik 和热方程方法,看看哪种方法可以为我们解决的问题提供更好的结果。

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在R里面对三元一次方程求解

我搜索了一下,是如下3个步骤: ①利用代入法或加减法,消去一个未知数,得出一个二元一次方程组; ②解这个二元一次方程组,求得两个未知数的值; ③将这两个未知数的值代入原方程中较简单的一个方程,求出第三个未知数的值...我先公布代码: b=c(345,361,235) b a=matrix(c(2,3,-4,5,-6,7,8,9,-10),ncol=3) a x=solve(a,b) x # > x # [1] -984.7667...重要的就是 solve 函数,把前面的已知的等式,拆分出来a和b两个常量,就可以求解x这个变量: 2X + 3Y - 4Z = 345 5X - 6Y + 7Z = 361 8X + 9Y - 10Z...在R里面可以容易进行矩阵求解,也就是线性代数,就是上面提到的 ax=b ,然后已知a是一个矩阵,3行3列,b是一个向量有3个元素,就可以求解x啦。 如果是数学计算里面的消元法,示例如下: ?...有空的话跟着《生信分析人员如何系统入门R(2019更新版)》购买R基础书籍,逼自己一次,把R的知识点路线图搞定,如下: 了解常量和变量概念 加减乘除等运算(计算器) 多种数据类型(数值,字符,逻辑,因子

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