Преглед садржаја[Сакрити][Прикажи]
Не можете заобићи математику, било да сте студент или радите у науци о подацима.
Могло би се чак тврдити да је наука о подацима врста примењене математике/статистике. НумПи, СциПи, Сцикит-Леарн, и ТенсорФлов су само неке од Питхон библиотека које се квантитативно баве математиком.
Међутим, постоји само један конкурент за експлицитно бављење математичким симболима: СимПи.
Хајде да сазнамо све о СимПи-ју.
Шта је СимПи?
СимПи је Питхон библиотека симболичке математике. Он тежи да буде систем компјутерске алгебре са пуним могућностима (ЦАС) док задржи код што је више могуће основни да буде разумљив и лако проширив.
У потпуности је написан у Пајтону. Једноставан је за коришћење јер се ослања само на мпматх, чисту Питхон библиотеку за произвољну аритметику са покретним зарезом.
Као библиотека, створена је са значајним нагласком на употребљивости на уму. Проширивост је кључна у дизајну интерфејса апликацијског програма (АПИ).
Као резултат тога, не покушава да унапреди језик Питхон. Циљ је да корисници могу да га користе заједно са другима Питхон библиотеке у њиховом току рада, било у интерактивном окружењу или као програмирана компонента већег система.
СимПи, као библиотека, нема уграђену графику кориснички интерфејс (ГУИ). Библиотека је:
- Бесплатно, како говора тако и пива, јер је лиценцирано под БСД лиценцом.
- Заснован на Питхон-у: Потпуно је развијен у Питхон-у и користи Питхон као свој језик.
- Лаган јер се ослања само на мпматх, чист Питхон библиотека за произвољну аритметику са помичним зарезом, што га чини једноставним за употребу.
- Може се уградити у друге програме и модификовати прилагођеним функцијама поред тога што се може користити као интерактивни алат.
Зашто користити СимПи?
Саге, систем компјутерске алгебре, такође користи Питхон као свој програмски језик. Саге је, с друге стране, огроман и захтева преузимање више од гигабајта. Предност је што је лаган.
Осим што је компактан, нема других зависности осим Питхон-а, што му омогућава да се користи практично свуда.
Штавише, циљеви Саге-а и СимПи-ја нису исти. Саге тежи да буде потпуно функционалан математички систем, и то чини комбиновањем свих главних математичких система отвореног кода у један.
Када користите функцију Саге, као што је интеграте, она позива један од пакета отвореног кода које садржи. У стварности, уграђен је у Саге. СимПи, с друге стране, тежи да буде самосталан систем, са свим функционалностима имплементираним у самом себи.
Његова способност да функционише као библиотека је важна карактеристика. Многи системи компјутерске алгебре су намењени да се користе у интерактивним окружењима, али их је тешко аутоматизовати или проширити.
Може се интерактивно користити у Питхон-у или увести у ваш сопствени Питхон програм. Такође има АПИ-је за једноставно проширење вашим сопственим рутинама.
Инсталирање СимПи
Једноставно користите наредбу испод за инсталацију у свом окружењу.
СимПи Симболс
Почнимо с тим сада! Његов основни објекат је симбол. У СимПи-у можете генерисати симбол к тако што ћете написати:
Код изнад генерише симбол к. Симболи у њему су намењени да опонашају математичке симболе који представљају непознате вредности.
Као резултат, следећи прорачун је приказан у наставку:
Као што је горе приказано, симбол к функционише слично непознатом износу. Ако желите да направите много симбола, напишите их на следећи начин:
У овом случају сте креирали два симбола, и и з, у истом тренутку. Ови симболи сада могу да се додају, одузимају, множе и деле по жељи:
СимПи функције
1. функција симпифи().
Метода симпифи() трансформише произвољан израз у СимПи израз. Конвертује стандардне Питхон објекте, као што су цели бројеви.
Стрингови се трансформишу у њихове изразе, као и целе бројеве, итд.
2. функција евалф().
Ова функција процењује одређени нумерички израз са прецизношћу у покретном зарезу до 100 цифара.
Функција додатно прихвата објекат речника са нумеричким вредностима за симболе као субс аргумент. Размотрите следећу фразу:
Тачност са помичним зарезом је подразумевано подешена на 15 цифара. Међутим, ово се може променити на било који број између 1 и 100.
Следећа једначина се оцењује са прецизношћу од 20 цифара.
3. Ламбдифи() функција
Ламбдифи је функција која своје изразе претвара у Питхон функције. Метода евалф() је неефикасна када се процењује израз у широком опсегу вредности.
Ламбдифи функционише слично ламбда функцији, осим што преводи СимПи имена у имена дате нумеричке библиотеке, која је генерално НумПи.
Подразумевано, Ламбдифи се примењује на имплементације математичких стандардних библиотека.
Карактеристике
Овде је наведено неколико најзначајнијих карактеристика библиотеке; има још много тога што није укључено, али можете их погледати ovde.
1. Основне могућности
- Основна аритметика: подржани су оператори +, -, *, / и ** (напајање)
- Полиномска експанзија
- Цели бројеви, рационални и плутајући са произвољном прецизношћу
- Тригонометријске, хиперболичне и експоненцијалне функције, корени, логаритми, апсолутна вредност, сферни хармоници, факторијали и гама функције, зета функције, полиноми и специјалне функције
- Симболи који нису комутативни
- Матцхинг паттернс
2. Рачуница
- Интеграција: Овај метод користи проширену Риш-Норманову хеуристику
- Диференцијација.
- Лимит функције
- Серија Лорана Тејлора
3. Полиноми
- Гробнер темељи
- Разлагање парцијалних разломака
- Дељење, гцд Резултати су примери основне аритметике.
4. Комбинаторика
- Пермутације
- Греј и Пруфер кодови
- Комбинације, партиције, подскупови
- Полиедарске, Рубикове, симетричне и друге пермутационе групе
5. Дискретна математика
- Сумације
- Логички изрази
- Биномни коефицијенти
- Теорија бројева
aplikacije
1. Калкулатор зграда
2. Системи компјутерске алгебре
За разлику од других система рачунарске алгебре, морате ручно декларисати симболичке променљиве у њему помоћу функције Симбол().
3. Рачуница
Капацитет симболичког рачунарског система да обавља све врсте прорачуна симболички је његова главна снага.
Може поједноставити изјаве, симболички, израчунати деривате, интеграле и границе, решити једначине, ступити у интеракцију са матрицама и учинити много више.
Да пробудите апетит, ево укуса симболичне моћи.
Шта још можете да урадите са СимПи-јем?
Уместо да дубље причам о додатним питањима, дозволите ми да вам дам листу ресурса који ће вам помоћи да унапредите своје вештине:
- Матрице и линеарна алгебра: Може да ради са матрицама и изводи основне операције линеарне алгебре. Језик је сличан НумПи синтакси. Међутим, постоје значајне разлике. За почетак, истражите матрице у библиотеци.
- Израз: Користи стабло израза, које је структура заснована на стаблу, да прати изразе. Погледати на стабла израза ако желите да сазнате више о њиховом унутрашњем раду.
- Деривати и интеграли: Може постићи већину онога што бисте научили на уводном часу рачуна (без размишљања). Можете почети тако што ћете погледати нашу функцију диференцијација у СимПи.
- Однос са НумПи: НумПи и СимПи су библиотеке везане за математику. Они су, ипак, суштински различити! НумПи ради са бројевима, док ради са симболичким изразима.
- Поједностављења: Довољно је интелигентан да аутоматски поједностави изразе. Међутим, ако желите детаљнију контролу над овим, погледајте је поједностављења.
Zakljucak
СимПи је моћна библиотека за симболичку математику.
Можете га користити за креирање променљивих и функција, као и за симболички проширивање и поједностављивање математичких исказа и решавање једначина, неједначина, па чак и система једначина/неједначина.
Функције можете написати иу тексту скрипте и директно у терминалу (или Јупитерове свеске) да бисте добили брзу процену и бољи графички приказ урађених прорачуна.
Да ли сте спремни да истражите више о СимПи-ју? Јавите нам у коментарима.
Ostavite komentar