Python如何解决“高等数学”的问题？

使用Python解决高等数学中极限、导数、偏导数、定积分、不定积分、双重积分等问题

Sympy是一个Python的科学计算库，它旨在成为功能齐全的计算机代数系统。 SymPy 包括从基本符号算术到微积分，代数，离散数学和量子物理学的功能。 它可以在 LaTeX 中显示结果。

看到这图，是不是感觉快喘不过气了呢。Python来帮你解决。

from sympy import *1

输入“x= symbols(“x”)”命令定义一个符号

x = Symbol('x')y = Symbol('y')

1. 实用技巧

1.1 符号函数

sympy提供了很多数学符号，总结如下

虚数单位

sympy.I

自然对数

sympy.E 

无穷大

sympy.oo

圆周率

 sympy.pi

求n次方根

sympy.root(8,3)

取对数

sympy.log(1024,2)

求阶乘

sympy.factorial(4)

三角函数

sympy.sin(sympy.pi)sympy.tan(sympy.pi/4)sympy.cos(sympy.pi/2)

1.2 展开表达式expand

f = (1+x)**3expand(f)

1.3 泰勒展开公式series

ln(1+x).series(x,0,4)

sin(x).series(x,0,8)

cos(x).series(x,0,9)

(1/(1+x)).series(x,0,5)

tan(x).series(x,0,4)

(1/(1+x)).series(x,0,5)

(1/(1+x)).series(x,0,4)

1.4 符号展开

a = Symbol('a')b = Symbol('b')#simplify( )普通的化简simplify((x**3 + x**2 - x - 1)/(x**2 + 2*x + 1))#trigsimp( )三角化简trigsimp(sin(x)/cos(x))#powsimp( )指数化简powsimp(x**a*x**b)

2. 求极限limit

limit(sin(x)/x,x,0)

1

1 \displaystyle 11f2=(1+x)**(1/x)

重要极限

f1=sin(x)/xf2=(1+x)**(1/x)f3=(1+1/x)**xlim1=limit(f1,x,0)lim2=limit(f2,x,0)lim3=limit(f3,x,oo)print(lim1,lim2,lim3)

1 E E

dir可以表示极限的趋近方向

f4 = (1+exp(1/x))f4

lim4 = limit(f4,x,0,dir='-') lim4

1

lim5 = limit(f4,x,0,dir='+')lim5

∞

3. 求导diff

diff(函数,自变量,求导次数)

3.1 一元函数

求导问题

diff(sin(2*x),x)

diff(ln(x),x)

3.2 多元函数

求偏导问题

diff(sin(x*y),x,y)

4. 积分integrate

4.1 定积分

• 函数的定积分: integrate(函数，(变量，下限，上限))
• 函数的不定积分: integrate(函数,变量)

f = x**2 + 1integrate(f,(x,-1.1))

integrate(exp(x),(x,-oo,0))

1

4.2 不定积分

f = 1/(1+x*x)integrate(f,x)

4.3 双重积分

f = (4/3)*x + 2*yintegrate(f,(x,0,1),(y,-3,4))

11.6666666666667

5. 求解方程组solve

#解方程组#定义变量f1=x+y-3f2=x-y+5solve([f1,f2],[x,y])

{x: -1, y: 4}

6. 计算求和式summation

计算求和式可以使用sympy.summation函数，其函数原型为sympy.summation(f, *symbols, **kwargs)

sympy.summation(2 * n,(n,1,100))

10100

作者：北山啦

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_45176548/article/details/114828346