Clár na nÁbhar[Folaigh][Taispeáin]
Níl aon dul timpeall sa mhatamaitic, is cuma más mac léinn ollscoile tú nó má oibríonn tú in eolaíocht na sonraí.
D’fhéadfaí a mhaíomh fiú gur cineál matamaitice feidhmeach/staitisticí feidhmí í eolaíocht sonraí. NumPy, SciPy, Scikit-Foghlaim, agus TensorFlow níl iontu ach cuid de na leabharlanna Python a dhéileálann leis an matamaitic go cainníochtúil.
Mar sin féin, níl ach iomaitheoir amháin ann chun déileáil go sainráite le siombailí matamaitice: SymPy.
Faighimis gach eolas faoi SymPy.
Cad é SymPy?
Leabharlann matamaitice siombalach Python is ea SymPy. Tá sé mar aidhm aige a bheith ina chóras ailgéabar ríomhaireachta lán-feidhme (CAS) agus an cód a choinneáil chomh bunúsach agus is féidir le bheith intuigthe agus inleathnaithe go héasca.
Tá sé scríofa go hiomlán i Python. Tá sé simplí a úsáid toisc nach mbraitheann sé ach ar mpmath, leabharlann íon Python le haghaidh uimhríochtúil snámhphointe treallach.
Mar leabharlann, cruthaíodh í le béim shuntasach ar inúsáidteacht i gcuimhne. Tá fairsingeacht ríthábhachtach maidir le dearadh a chomhéadain feidhmchláir (API).
Mar thoradh air sin, ní dhéanann sé aon iarracht chun an teanga Python a fheabhsú. Is é an cuspóir go mbeidh úsáideoirí in ann é a úsáid in éineacht le daoine eile Leabharlanna Python ina sreabhadh oibre, cibé acu i dtimpeallacht idirghníomhach nó mar chomhpháirt ríomhchláraithe de chóras níos mó.
Mar leabharlann, níl grafach ionsuite ag SymPy comhéadan úsáideora (GUI). Tá an leabharlann:
- Saor in aisce, maidir le caint agus beoir, toisc go bhfuil sé ceadúnaithe faoin gceadúnas BSD.
- Python-bhunaithe: Tá sé forbartha go hiomlán i Python agus fostaíonn Python mar a theanga.
- Éadrom mar nach mbraitheann sé ach ar mpmath, íon Leabharlann Python le haghaidh uimhríochtúil snámhphointe treallach, rud a fhágann go bhfuil sé simplí é a úsáid.
- Is féidir é a ionchorprú i gcláir eile agus a mhodhnú le feidhmeanna saincheaptha chomh maith le húsáid mar uirlis idirghníomhach.
Cén fáth a mbaintear úsáid as SymPy?
Úsáideann Sage, córas ríomhaireachta ailgéabar, Python mar theanga ríomhchlárúcháin freisin. Tá Sage, ar an láimh eile, ollmhór, a éilíonn níos mó ná gigabyte a íoslódáil. Tá sé de bhuntáiste aige a bheith éadrom.
Chomh maith le bheith dlúth, níl aon spleáchais aige seachas Python, rud a fhágann gur féidir é a úsáid go praiticiúil i ngach áit.
Ina theannta sin, ní hionann aidhmeanna Sage agus SymPy. Tá sé mar aidhm ag Sage a bheith ina chóras matamaitice lánghnéitheach, agus déanann sé amhlaidh trí na príomhchórais matamaitice foinse oscailte go léir a chomhcheangal i gceann amháin.
Nuair a úsáideann tú feidhm Sage, mar chomhtháthú, agairt sé ceann de na pacáistí foinse oscailte atá ann. I ndáiríre, tá sé ionsuite i Sage. Ar an láimh eile, tá sé mar aidhm ag SymPy a bheith ina chóras féinchuimsitheach, le gach feidhmiúlacht curtha i bhfeidhm ann féin.
Gné thábhachtach is ea a cumas feidhmiú mar leabharlann. Tá go leor córais ailgéabar ríomhaireachta i gceist le húsáid i dtimpeallachtaí idirghníomhacha, ach is deacair iad a uathoibriú nó a leathnú.
Is féidir é a úsáid go hidirghníomhach i Python nó é a iompórtáil isteach i do chlár Python féin. Tá APIanna aige freisin chun é a leathnú go héasca le do ghnáthaimh féin.
Suiteáil SymPy
Níl ort ach an t-ordú thíos a úsáid chun a shuiteáil i do thimpeallacht.
Siombailí SymPy
Cuirimis tús leis anois! Is siombail é a réad bunúsach. In SymPy, is féidir leat siombail x a ghiniúint trí:
Gineann an cód thuas an tsiombail x. Tá sé mar aidhm ag siombailí ann siombailí matamaitice a léiríonn luachanna anaithnide a aithris.
Mar thoradh air sin, taispeántar an ríomh seo a leanas thíos:
Mar a léirítear thuas, feidhmíonn an tsiombail x mar an gcéanna le méid anaithnid. Más mian leat go leor siombailí a dhéanamh, scríobh mar seo a leanas iad:
Chruthaigh tú dhá shiombail, y, agus z, ag an am céanna sa chás seo. Is féidir na siombailí seo a shuimiú, a dhealú, a iomadú agus a roinnt de réir mar a theastaíonn:
Feidhmeanna SymPy
1. simpligh() feidhm
Athraíonn an modh sympify() slonn treallach ina slonn SymPy. Tiontaíonn sé rudaí caighdeánacha Python, mar shlánuimhreacha.
Déantar teaghráin a chlaochlú ar a gcuid nathanna chomh maith le slánuimhreacha, etc.
2. feidhm evalf().
Déanann an fheidhm seo measúnú ar slonn uimhriúil sonraithe le beachtas snámhphointe suas le 100 digit.
Glacann an fheidhm freisin le réad foclóra le luachanna uimhriúla do shiombail mar argóint substop. Smaoinigh ar an abairt seo a leanas:
Socraítear cruinneas snámhphointe go 15 dhigit de réir réamhshocraithe. Mar sin féin, is féidir é seo a athrú go dtí aon uimhir idir 1 agus 100.
Déantar an chothromóid seo a leanas a mheas go beachtas 20 digit.
3. Feidhm Lambdify().
Is feidhm é Lambdify a thiontaíonn a nathanna cainte ina bhfeidhmeanna Python. Tá an modh evalf() neamhéifeachtach agus slonn á mheas thar raon leathan luachanna.
Oibríonn Lambdify mar an gcéanna le feidhm lambda, ach amháin go n-aistríonn sé ainmneacha SymPy go dtí ainmneacha na leabharlainne uimhriúla a sholáthraítear, arb é NumPy de ghnáth é.
De réir réamhshocraithe, cuirtear Lambdify i bhfeidhm ar fheidhmiúcháin chaighdeánacha leabharlainne matamaitice.
Gnéithe
Tá dornán de na gnéithe is suntasaí sa leabharlann liostaithe anseo; tá go leor eile nach bhfuil san áireamh, ach is féidir leat iad a sheiceáil amach anseo.
1. Cumais Croí
- Uimhríocht bhunúsach: tacaítear le hoibreoirí +, -, *, /, agus ** (cumhacht)
- Leathnú ilchineálach
- Slánuimhreacha, réasúnaíocht, agus snámháin le cruinneas treallach
- Feidhmeanna triantánúla, hipearbóileacha, agus easpónantúla, fréamhacha, logartamaí, luach absalóideach, armónaic sféarúil, feidhmeanna fachtóirial agus gáma, feidhmeanna zeta, iltéarmaigh, agus feidhmeanna speisialta
- Siombailí atá neamh- chómhalartach
- Patrúin meaitseála
2. Calcalas
- Comhtháthú: Úsáideann an modh seo heuristic méadaithe an Risch-Normannaigh
- Difreáil.
- Feidhmeanna teorann
- An tsraith Laurent Taylor saor in aisce,
3. Polynomials
- Fondúireachtaí Gröbner
- Dhianscaoileadh codáin pháirteacha
- Rannán, gcd Samplaí den bhunuimhríocht is ea na torthaí.
4. Combinatorics
- Athruithe
- Cóid Liath agus Prufer
- Comhcheangail, Deighiltí, Fo-thacair
- Grúpaí polyhedral, Rubik, Siméadrach, agus Permutation Eile
5. Mata Scoite
- Achoimrí
- Nathanna loighciúla
- Comhéifeachtaí déthéarmacha
- Teoiric uimhreach
Iarratais
1. Áireamhán Tógála
2. Córais Ailgéabar Ríomhaireachta
Murab ionann agus Córais eile Ailgéabar Ríomhaireachta, ní mór duit athróga siombalacha a dhearbhú de láimh ag baint úsáide as an bhfeidhm Symbol().
3. Calcalas
Is é an cumas atá ag córas ríomhaireachta siombalach gach cineál ríomh a dhéanamh go siombalach ná a láidreacht mhór.
Is féidir leis ráitis a shimpliú, go siombalach, díorthaigh, slánuimhreacha, agus teorainneacha a ríomh, cothromóidí a réiteach, idirghníomhú le maitrísí, agus go leor eile a dhéanamh.
Chun do mhian a fháil, seo blaiseadh den chumhacht shiombalach.
Cad Eile Is Féidir Leat A Dhéanamh Le SymPy?
Seachas a bheith ag caint ar shaincheisteanna breise go domhain, lig dom liosta acmhainní a sholáthar duit chun cabhrú leat do scileanna a fheabhsú:
- Maitrísí agus Ailgéabar Líneach: Is féidir leis oibriú le maitrísí agus oibríochtaí bunúsacha ailgéabar líneacha a dhéanamh. Tá an teanga cosúil le comhréir NumPy. Mar sin féin, tá difríochtaí suntasacha ann. Chun tús a chur, imscrúdú maitrísí sa leabharlann.
- Slonn: Giarálann sé crann slonn, ar struchtúr crann é, chun súil a choinneáil ar nathanna cainte. Féach ar crainn abairte más mian leat níos mó a fhoghlaim faoina gcuid oibre laistigh.
- Díorthaigh agus Integrals: Is féidir leis an chuid is mó den méid a d'fhoghlaim tú i rang calcalais tosaigh a bhaint amach (lúide an smaoineamh). Is féidir leat tosú trí bhreathnú ar ár bhfeidhm idirdhealú i SymPy.
- Gaol le NumPy: Is leabharlanna a bhaineann leis an matamaitic iad NumPy agus SymPy. Mar sin féin, tá siad difriúil go bunúsach! Oibríonn NumPy le huimhreacha, ach oibríonn sé le nathanna siombalacha.
- Simplithe: Tá sé cliste go leor chun nathanna cainte a shimpliú go huathoibríoch. Mar sin féin, más mian leat smacht níos míne air seo, féach ar a simplithe.
Conclúid
Leabharlann chumhachtach is ea SymPy don mhatamaitic siombalach.
Is féidir leat é a úsáid chun athróga agus feidhmeanna a chruthú, chomh maith le ráitis mhatamaiticiúla a shíneadh agus a shimpliú go siombalach agus chun cothromóidí, éagothromóidí, agus fiú córais cothromóidí/neamhionannais a réiteach.
Is féidir leat na feidhmeanna a scríobh i dtéacs na scripte agus go díreach sa teirminéal (nó Leabhair nótaí Jupyter) measúnú gasta a fháil agus léiriú grafach níos fearr a dhéanamh ar na ríomhanna a rinneadh.
An bhfuil tú réidh le níos mó de SymPy a iniúchadh? Cuir in iúl dúinn sna tuairimí.
Leave a Reply