Daptar eusi[Sumputkeun][Témbongkeun]
Henteu aya anu ngurilingan matematika, naha anjeun mahasiswa universitas atanapi damel di élmu data.
Malah aya anu tiasa ngabantah yén élmu data mangrupikeun jinis matematika / statistik terapan. NumPy, SciPy, Scikit-Diajar, sarta TensorFlow ngan ukur sababaraha perpustakaan Python anu ngurus matematika sacara kuantitatif.
Tapi, ngan aya hiji pesaing pikeun sacara eksplisit nungkulan simbol matematik: SymPy.
Hayu urang terang sadayana ngeunaan SymPy.
Naon SymPy?
SymPy mangrupikeun perpustakaan matematika simbolis Python. Éta cita-cita janten sistem aljabar komputer (CAS) anu gaduh fitur lengkep bari ngajaga kodeu salaku dasar-gancang pikeun kaharti sareng gampang dilegakeun.
Hal ieu pinuh ditulis dina Python. Gampang dianggo sabab ngan ukur ngandelkeun mpmath, perpustakaan Python murni pikeun aritmetika floating-point sawenang.
Salaku perpustakaan, éta dijieun kalayan tekenan signifikan dina usability dina pikiran. Extensibility penting dina desain antarmuka program aplikasi (API).
Hasilna, éta henteu nyobian ningkatkeun basa Python. Tujuanana nyaéta pikeun pangguna tiasa nganggo éta sareng anu sanés perpustakaan Python dina alur kerjana, naha dina lingkungan interaktif atanapi salaku komponén anu diprogram tina sistem anu langkung ageung.
SymPy, salaku perpustakaan, kakurangan grafis anu diwangun interface pamaké (GUI). Perpustakaan nyaéta:
- Gratis, boh ngeunaan pidato sareng bir, sabab dilisensikeun ku lisénsi BSD.
- basis Python: Ieu sagemblengna dimekarkeun dina Python jeung employs Python salaku basa na.
- Lightweight sabab ngan ngandelkeun mpmath, a murni perpustakaan Python pikeun aritmetika floating-point wenang, sahingga gampang ngagunakeun.
- Bisa diasupkeun kana program sejen tur dirobah kalawan fungsi custom salian dipaké salaku alat interaktif.
Naha nganggo SymPy?
Sage, sistem aljabar komputer, ogé ngagunakeun Python salaku basa programna. Sage, di sisi anu sanés, ageung pisan, ngabutuhkeun unduhan langkung ti gigabyte. Cai mibanda mangpaat keur lightweight.
Salian mangrupa kompak, teu boga katergantungan lian ti Python, sahingga bisa dipaké sacara praktis dimana-mana.
Salajengna, tujuan Sage sareng SymPy henteu sami. Sage cita-cita janten sistem matématika anu lengkep, sareng éta dilakukeun ku cara ngagabungkeun sadaya sistem matematika open-source utama janten hiji.
Nalika anjeun nganggo fungsi Sage, sapertos ngahijikeun, éta bakal ngajukeun salah sahiji pakét open-source anu dikandungna. Dina kanyataanana, éta diwangun kana Sage. SymPy, di sisi anu sanés, hoyong janten sistem anu mandiri, kalayan sagala pungsionalitasna dilaksanakeun di dinya.
Kapasitasna pikeun fungsina salaku perpustakaan mangrupikeun fitur anu penting. Loba sistem aljabar komputer anu dimaksudkeun pikeun dipaké dina lingkungan interaktif, tapi aranjeunna hésé ngajadikeun otomatis atawa dilegakeun.
Éta tiasa dianggo sacara interaktif dina Python atanapi diimpor kana program Python anjeun nyalira. Éta ogé ngagaduhan API pikeun gampang manjangkeunana sareng rutinitas anjeun nyalira.
Masang SymPy
Kantun nganggo paréntah di handap pikeun masang di lingkungan anjeun.
Simbol SymPy
Hayu urang mimitian ku eta ayeuna! Obyék dasarna nyaéta simbol. Dina SymPy, anjeun tiasa ngahasilkeun simbol x ku cara nyerat:
Kodeu di luhur ngahasilkeun simbol x. Lambang di jerona dimaksudkeun pikeun niru simbol matematik anu ngagambarkeun nilai anu teu dipikanyaho.
Hasilna, komputasi ieu dipidangkeun di handap:
Ditémbongkeun saperti di luhur, fungsi simbol x sarua jeung jumlah kanyahoan. Upami anjeun hoyong ngadamel seueur simbol, tuliskeun sapertos kieu:
Anjeun nyiptakeun dua simbol, y, sareng z, dina waktos anu sami dina hal ieu. Simbol-simbol ieu ayeuna tiasa ditambihan, dikurangan, dikalikeun, sareng dibagi sakumaha dipikahoyongna:
Fungsi SymPy
1. fungsi sympify ().
Metodeu sympify () ngarobih éksprési sawenang-wenang kana éksprési SymPy. Éta ngarobih objék Python standar, sapertos integer.
String dirobih kana ekspresina ogé wilangan bulat, jsb.
2. evalf () fungsi
Pungsi ieu ngaevaluasi éksprési numerik anu ditangtukeun kalayan akurasi titik ngambang dugi ka 100 digit.
Fungsina ogé nampi obyék kamus kalayan nilai numerik pikeun simbol salaku argumen subs. Pertimbangkeun frasa di handap ieu:
Akurasi titik ngambang disetel ka 15 digit sacara standar. Nanging, ieu tiasa dirobih kana nomer naon waé antara 1 sareng 100.
Persamaan di handap ieu dievaluasi pikeun akurasi 20 digit.
3. Lambdify () fungsi
Lambdify mangrupikeun fungsi anu ngarobih ekspresina kana fungsi Python. Metodeu evalf () henteu éfisién nalika ngaevaluasi éksprési dina rupa-rupa nilai.
Lambdify tiasa dianggo sami sareng fungsi lambda, kecuali narjamahkeun nami SymPy kana nami perpustakaan numerik anu disayogikeun, anu umumna NumPy.
Sacara standar, Lambdify diterapkeun kana palaksanaan perpustakaan standar matematika.
Fitur
A sakeupeul fitur paling signifikan perpustakaan urang didaptarkeun di dieu; aya loba deui teu kaasup, Tapi anjeun bisa pariksa aranjeunna kaluar Ieuh.
1. Kamampuh Inti
- Aritmatika dasar: +, -, *, /, sareng ** operator dirojong (daya)
- Ékspansi polinomial
- Integer, rationals, sarta floats kalawan precision wenang
- Fungsi trigonometri, hiperbolik, jeung eksponensial, akar, logaritma, nilai mutlak, harmonik buleud, fungsi faktorial jeung gamma, fungsi zeta, polinomial, jeung fungsi husus.
- Simbol anu non-commutative
- Pola anu cocog
2. Kalkulus
- Integrasi: Metoda ieu ngagunakeun heuristik Risch-Norman anu dimekarkeun
- Diferensiasi.
- fungsi wates
- runtuyan Laurent Taylor urang
3. Polynomial
- yayasan Gröbner
- Dékomposisi fraksi parsial
- Divisi, gcd Hasilna conto aritmatika dasar.
4. Kombinatorik
- Permutasi
- Kodeu Gray sareng Prufer
- Kombinasi, Partisi, Subset
- Polyhedral, Rubik, Symmetric, jeung Grup Permutation lianna
5. Matematika Diskrit
- Kasimpulan
- Babasan logis
- Koéfisién binomial
- Téori nomer
aplikasi
1. Kalkulator wangunan
2. Sistem Aljabar Komputer
Teu kawas Systems Komputer Aljabar séjén, anjeun kudu sacara manual ngadéklarasikeun variabel simbolis di dinya ngagunakeun fungsi Lambang ().
3. Kalkulus
Kapasitas sistem komputasi simbolis pikeun ngalakukeun sagala jinis komputasi sacara simbolis mangrupikeun kakuatan utama na.
Éta tiasa nyederhanakeun pernyataan, sacara simbolis, ngitung turunan, integral, sareng wates, ngajawab persamaan, berinteraksi sareng matriks, sareng seueur deui.
Pikeun napsu napsu anjeun, ieu rasa kakuatan simbolis.
Naon deui anu anjeun tiasa laksanakeun sareng SymPy?
Tinimbang mikirkeun masalah tambahan anu langkung jero, hayu atuh masihan anjeun daptar sumber daya pikeun ngabantosan anjeun ningkatkeun kaahlian anjeun:
- Matriks sareng Aljabar Linier: Éta tiasa dianggo sareng matriks sareng ngalaksanakeun operasi aljabar linier dasar. Basana sami sareng sintaksis NumPy. Sanajan kitu, aya béda anu signifikan. Pikeun ngamimitian, nalungtik matrices di perpustakaan.
- Babasan: Éta ngamangpaatkeun tangkal éksprési, anu mangrupikeun struktur dumasar kana tangkal, pikeun ngalacak ekspresi. Tingali tangkal éksprési lamun hayang leuwih jéntré ngeunaan workings batin maranéhanana.
- Turunan jeung Integral: Bisa ngalengkepan lolobana naon kukituna anjeun diajar di kelas kalkulus bubuka (dikurangan pamikiran). Anjeun tiasa ngamimitian ku ningali fungsi kami diferensiasi dina SymPy.
- Hubungan sareng NumPy: NumPy sareng SymPy duanana mangrupikeun perpustakaan anu aya hubunganana sareng matematika. Sanajan kitu, aranjeunna dina dasarna béda! NumPy dianggo sareng angka, sedengkeun éta tiasa dianggo sareng ekspresi simbolis.
- Nyederhanakeun: Éta cukup calakan pikeun nyederhanakeun éksprési sacara otomatis. Nanging, upami anjeun hoyong kontrol anu langkung saé pikeun ieu, tingali éta nyederhanakeun.
kacindekan
SymPy mangrupikeun perpustakaan anu kuat pikeun matematika simbolis.
Anjeun tiasa ngagunakeun éta pikeun nyiptakeun variabel sareng fungsi, ogé sacara simbolis ngalegaan sareng nyederhanakeun pernyataan matematika sareng ngabéréskeun persamaan, kateusaruaan, sareng sistem persamaan / kateusaruaan.
Anjeun tiasa nyerat fungsina dina téks naskah sareng langsung dina terminal (atanapi notebook Jupyter) pikeun meunangkeun penilaian gancang sareng gambaran grafis anu langkung saé tina komputasi anu dilakukeun.
Naha anjeun siap ngajalajah langkung seueur ngeunaan SymPy? Hayu urang terang dina komentar.
Leave a Reply