python解方程組 python快速解方程組

2021-10-11 05:35:59 字數 1962 閱讀 5268

1◆◆多元一次方程組

竟然指定是問學霸,被我看到了那可是不

行的,必須強勢插入,召喚學渣好幫手---

python①!

開啟python①命令列,逐行輸入(回

車換行):im

port

nump

yasn

p#numpy②

>>> a = np.array([

[1, 1, 0, 0],

[0, 0, 1,-1],

[1, 0, 1, 0],

[0, 1, 0, 1]

>>> b= np.array([8, 6, 13, 8])

>>> result = np.linalg.solve(a, b)

>>> print(result)

[ 3.5  4.5  9.5  3.5]

上面方程組的答案就是[ 3.5  4.5  9.5  3.5],下面來

解釋一下這個方程怎麼變形為這個**。

1.1  方程組中有4項未知數,可以看作:

1.2變形為常見方程方式(明白原理後,在腦子裡按順

序分配未知量即可):

1*x + 1*y + 0*z + 0*w = 8

0*x + 0*y + 1*z - 1*w = 6

1*x + 0*y + 1*z + 0*w= 13

0*x + 1*y + 0*z - 1*w = 8

1.3因為未知數的位置是嚴格定義了的,現在直接抄下

倍數,將方程左邊變形為矩陣:

[[1, 1, 0, 0],

[0, 0, 1,-1],

[1, 0, 1, 0],

[0, 1, 0, 1]]

1.4  方程右邊變形為數列(可理解為一維矩陣):

[8, 6, 13, 8]

1.5最後,完成numpy②線性代數模組求解(linear

algebra):

>>> result = np.linalg.solve(a, b)

>>> print(result)    #列印結果

[ 3.5  4.5  9.5  3.5]    #這4個數依次對應xyzw這4個

未知數1分半搞定,學霸已放棄求解,獻上他的大拇哥 : )。

2◆◆多元多次方程組

不過,學霸就是學霸,其他人都在驚嘆我的神速,學霸已

經發問,你解多元多次方程組速度如何?

嚇死寶寶了,還好以前做過不少功課,30秒複習一下思路

趕緊接招:咱們一人出乙個方程,合起來解吧,我的是x**3

y = 4。學霸不假思索對曰:x**2 + y**2 = 16。果然學霸是紙

算,自然不願意上高次。

這回,得動用解多次方程的神器了---scipy③。有了上面

一次方程組的積累,下面應該能輕鬆看懂。

2.1  方程組變形,讓右側為0:

x**3 + y - 4 = 0

x**2 + y**2 - 16 = 0

2.2  在python①命令列中輸入:

>>> from scipy.optimize import fsolve    #scipy③

>>> def func(x):

x1,x2=x[0],x[1]    #注意前面有4個空格

return [x1**3 + x2 -4, x1**2 + x2**2 - 16]    #注意

前面有4個空格

>>> result = fsolve(func, [1,1])    # 初始化計算使

用x=1,y=1

>>> print(result)

[ 0.12503055  3.99804544]    #這就是方程組的解了

從頭到尾不到2分鐘。群裡頓時炸鍋了,全班見證了學渣

秒殺學霸的奇蹟:)。

有人說「數學是思維的科學」,現實是大部分人只能在數

學計算上不被學霸秒殺,才能和他們談數學思維。請善用數學

工具,完成你的逆襲!

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