Kaundan[Itago][Ipakita]
Wala’y paglibot sa matematika, bisan usa ka estudyante sa unibersidad o nagtrabaho sa siyensya sa datos.
Mahimong makiglalis pa ang usa nga ang siyensya sa datos usa ka tipo sa gipadapat nga matematika / estadistika. NumPy, SciPy, Scikit-Pagkat-on, Ug TensorFlow pipila lang sa mga librarya sa Python nga nag-atubang sa matematika sa quantitatively.
Bisan pa, adunay usa ra ka kakompetensya alang sa dayag nga pag-atubang sa mga simbolo sa matematika: SymPy.
Atong hibal-an ang tanan bahin sa SymPy.
Unsa ang SymPy?
Ang SymPy usa ka Python symbolic mathematics library. Nagtinguha kini nga mahimong usa ka bug-os nga bahin sa computer algebra system (CAS) samtang gitipigan ang code nga sukaranan kutob sa mahimo aron masabtan ug dali nga mapalapdan.
Kini bug-os nga gisulat sa Python. Kini yano nga gamiton tungod kay nagsalig lamang kini sa mpmath, usa ka purong librarya sa Python alang sa arbitraryong floating-point aritmetika.
Ingon usa ka librarya, kini gimugna uban ang usa ka hinungdanon nga pagpasiugda sa usability sa hunahuna. Ang pagpalapad hinungdanon sa disenyo sa interface sa programa sa aplikasyon (API).
Ingon usa ka sangputanan, wala kini pagsulay sa pagpauswag sa sinultian nga Python. Ang katuyoan mao nga magamit kini sa mga tiggamit kauban ang uban Mga librarya sa Python sa ilang workflow, bisan sa interactive nga palibot o isip usa ka programed component sa mas dako nga sistema.
Ang SymPy, isip usa ka librarya, walay built-in nga graphical user interface (GUI). Ang librarya kay:
- Libre, pareho bahin sa pagsulti ug beer, tungod kay kini lisensyado sa ilawom sa lisensya sa BSD.
- Gibase sa Python: Kini hingpit nga naugmad sa Python ug naggamit sa Python isip pinulongan niini.
- Gaan kay nagsalig lang sa mpmath, usa ka puro librarya sa Python alang sa arbitraryong floating-point aritmetika, nga naghimo niini nga sayon gamiton.
- Mahimong i-incorporate sa ubang mga programa ug usbon gamit ang custom functions dugang pa sa paggamit isip interactive tool.
Nganong gamiton ang SymPy?
Ang Sage, usa ka sistema sa algebra sa kompyuter, naggamit usab sa Python isip programming language niini. Ang Sage, sa laing bahin, dako kaayo, nga nagkinahanglan og pag-download nga labaw pa sa usa ka gigabyte. Kini adunay kaayohan sa pagkagaan.
Dugang sa pagka-compact, wala kini mga dependency gawas sa Python, nga gitugotan nga magamit kini bisan asa.
Dugang pa, ang mga katuyoan sa Sage ug SymPy dili parehas. Ang Sage nagtinguha nga mahimong usa ka bug-os nga bahin nga sistema sa matematika, ug kini gihimo pinaagi sa paghiusa sa tanan nga mga nag-unang bukas nga gigikanan nga sistema sa matematika ngadto sa usa.
Kung mogamit ka usa ka function sa Sage, sama sa pag-integrate, gihangyo niini ang usa sa mga open-source nga mga pakete nga naa niini. Sa tinuud, kini gitukod sa Sage. Ang SymPy, sa laing bahin, nagtinguha nga mahimong usa ka sistema nga adunay kaugalingon, nga adunay tanan nga pagpaandar nga gipatuman niini mismo.
Ang kapasidad niini nga molihok isip usa ka librarya usa ka importante nga bahin. Daghang mga sistema sa algebra sa kompyuter ang gituyo nga gamiton sa mga interactive nga palibot, apan lisud kini nga i-automate o mapalapad.
Mahimo kining gamiton nga interactive sa Python o i-import sa imong kaugalingong Python nga programa. Adunay usab kini mga API alang sa dali nga pagpalapad niini sa imong kaugalingon nga mga rutina.
Pag-instalar sa SymPy
Gamita lang ang sugo sa ubos aron ma-install sa imong palibot.
Mga Simbolo sa SymPy
Sugdan nato kini karon! Ang sukaranan nga butang niini usa ka simbolo. Sa SymPy, makahimo ka og simbolo x pinaagi sa pagsulat:
Ang code sa ibabaw nagmugna sa simbolo x. Ang mga simbolo niini gituyo sa pagsundog sa mga simbolo sa matematika nga nagrepresentar sa wala mailhi nga mga kantidad.
Ingon nga resulta, ang mosunod nga pagkalkula gipakita sa ubos:
Sama sa gipakita sa ibabaw, ang simbolo nga x naglihok parehas sa wala mailhi nga kantidad. Kung gusto nimo maghimo daghang mga simbolo, isulat kini ingon sa mosunod:
Naghimo ka og duha ka simbolo, y, ug z, sa samang higayon niini nga kaso. Kini nga mga simbolo mahimo nang idugang, ibawas, padaghanon, ug bahinon kung gusto:
Mga Kalihokan sa SymPy
1. sympify() function
Ang sympify() nga pamaagi nag-usab sa usa ka arbitraryong ekspresyon ngadto sa usa ka SymPy nga ekspresyon. Gibag-o niini ang sukaranan nga mga butang sa Python, sama sa mga integer.
Ang mga string giusab sa ilang mga ekspresyon ingon man mga integer, ug uban pa.
2. evalf() function
Kini nga function nag-evaluate sa usa ka piho nga numerical expression nga adunay floating-point precision nga hangtod sa 100 ka digit.
Gidawat usab sa function ang usa ka butang sa diksyonaryo nga adunay mga numero nga kantidad alang sa mga simbolo ingon usa ka argumento sa subs. Hunahunaa ang mosunod nga hugpong sa mga pulong:
Ang pagkatukma sa floating-point kay gitakda sa 15 ka digit nga default. Bisan pa, kini mahimong usbon sa bisan unsang numero tali sa 1 ug 100.
Ang mosunod nga equation gi-evaluate sa usa ka precision nga 20 digits.
3. Lambdify() function
Ang Lambdify usa ka function nga nag-convert sa mga ekspresyon niini ngadto sa mga function sa Python. Ang evalf() nga pamaagi dili episyente kung magtimbang-timbang sa usa ka ekspresyon sa usa ka halapad nga mga kantidad.
Ang Lambdify parehas nga nagtrabaho sa usa ka function sa lambda, gawas nga gihubad niini ang mga ngalan sa SymPy sa mga ngalan sa gihatag nga librarya sa numero, nga sa kasagaran mao ang NumPy.
Sa kasagaran, ang Lambdify gipadapat sa math standard nga mga pagpatuman sa librarya.
Features
Ang pipila sa labing hinungdanon nga mga bahin sa librarya gilista dinhi; adunay daghan pa nga wala maapil, apan mahimo nimong susihon kini dinhi.
1. Panguna nga mga Kapabilidad
- Panguna nga aritmetika: +, -, *, /, ug ** nga mga operator gisuportahan (gahum)
- Usa ka polynomial nga pagpalapad
- Integers, rationals, ug floats nga adunay arbitraryong katukma
- Trigonometric, hyperbolic, ug exponential functions, roots, logarithms, absolute value, spherical harmonics, factorials ug gamma functions, zeta functions, polynomials, ug espesyal nga functions
- Mga simbolo nga dili commutative
- Pagpares nga mga sumbanan
2. Kalkulus
- Paghiusa: Kini nga pamaagi naggamit sa gipalapdan nga Risch-Norman heuristic
- Pagkalahi.
- Limitahan ang mga gimbuhaton
- Ang serye ni Laurent Taylor
3. Mga Polynomial
- Mga pundasyon sa Gröbner
- Pagkadunot sa partial fractions
- Dibisyon, gcd Resulta mao ang mga pananglitan sa batakang aritmetika.
4. Kombinatorika
- Mga permutasyon
- Gray ug Prufer Codes
- Mga kombinasyon, partisyon, subset
- Polyhedral, Rubik, Symmetric, ug Ubang Permutation Groups
5. Discrete Maths
- Mga sumada
- Lohikal nga mga ekspresyon
- Binomial nga mga coefficient
- Teorya sa numero
aplikasyon
1. Building Calculator
2. Sistema sa Algebra sa Kompyuter
Dili sama sa ubang Computer Algebra Systems, kinahanglan nimo nga mano-mano ang pagdeklara sa simbolikong mga variable niini gamit ang Symbol() function.
3. Kalkulus
Ang kapasidad sa usa ka simbolikong sistema sa pag-compute sa pagbuhat sa tanang matang sa pagkalkula sa simbolikong paagi mao ang dakong kusog niini.
Mahimong pasimplehon niini ang mga pahayag, simbolikong paagi, pag-compute sa mga derivative, integral, ug limitasyon, pagsulbad sa mga equation, pakig-uban sa mga matrice, ug daghan pa.
Aron mapukaw ang imong gana, ania ang lami sa simbolikong gahum.
Unsa pa ang imong mahimo sa SymPy?
Imbis nga maghisgot bahin sa dugang nga mga isyu sa lawom, tugoti ako nga hatagan ka usa ka lista sa mga kapanguhaan aron matabangan ka nga mapauswag ang imong kahanas:
- Matrices ug Linear Algebra: Makatrabaho kini sa mga matrice ug makahimo sa mga batakang linear algebra nga operasyon. Ang pinulongan susama sa NumPy's syntax. Apan, adunay talagsaong mga kalainan. Sa pagsugod, susiha mga matris sa library.
- Pahayag: Gigamit niini ang usa ka kahoy nga ekspresyon, nga usa ka istruktura nga nakabase sa kahoy, aron masubay ang mga ekspresyon. Tan-awa mga kahoy nga ekspresyon kung gusto nimo mahibal-an ang dugang bahin sa ilang mga buhat sa sulod.
- Derivatives ug Integrals: Mahimo niini ang kadaghanan sa imong makat-unan sa usa ka pasiuna nga klase sa calculus (minus ang panghunahuna). Mahimo ka magsugod pinaagi sa pagtan-aw sa among function pagkalahi sa SymPy.
- Relasyon sa NumPy: Ang NumPy ug SymPy pareho nga mga librarya nga may kalabotan sa matematika. Sila, bisan pa, lahi kaayo! Ang NumPy naglihok sa mga numero, samtang kini nagtrabaho sa simbolikong mga ekspresyon.
- Mga pagpayano: Kini igo nga intelihente aron awtomatiko nga pasimplehon ang mga ekspresyon. Bisan pa, kung gusto nimo ang labi ka maayo nga pagkontrol niini, tan-awa kini pagpayano.
Panapos
Ang SymPy usa ka gamhanan nga librarya alang sa simbolikong matematika.
Mahimo nimo kini gamiton sa paghimo sa mga variable ug mga function, ingon man usab sa simbolikong pagpalapad ug pagpayano sa mga pahayag sa matematika ug pagsulbad sa mga equation, inequalities, ug bisan sa mga sistema sa equation/inqualities.
Mahimo nimong isulat ang mga gimbuhaton sa teksto sa script ug direkta sa terminal (o Mga notebook sa Jupyter) aron makakuha usa ka dali nga pagsusi ug usa ka mas maayo nga graphical nga paghulagway sa mga pagkalkula nga nahimo.
Andam ka na ba nga magsuhid ug dugang bahin sa SymPy? Ipahibalo kanamo sa mga komento.
Leave sa usa ka Reply