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如何用Python对数学函数进行求值、求偏导

 更新时间：2023年05月31日 10:28:16   投稿：jingxian  
这篇文章主要介绍了如何用Python对数学函数进行求值、求偏导问题，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教

用Python对数学函数进行求值、求偏导

from sympy import *
# x = Symbol("x")
# y = diff(x**3+x, x)
# print(y)
# result = y.subs('x', 1)
# print(result)
x, y = symbols('x, y')
z = x**2+y**2+x*y+2
print(z)
result = z.subs({x: 1, y: 2})   # 用数值分别对x、y进行替换
print(result)
dx = diff(z, x)   # 对x求偏导
print(dx)
result = dx.subs({x: 1, y: 2})
print(result)
dy = diff(z, y)   # 对y求偏导
print(dy)
result = dy.subs({x: 1, y: 2})
print(result)
# subs函数可以将算式中的符号进行替换，它有3种调用方式：
# expression.subs(x, y) : 将算式中的x替换成y
# expression.subs({x:y,u:v}) : 使用字典进行多次替换
# expression.subs([(x,y),(u,v)]) : 使用列表进行多次替换

Python对函数求偏导数

求偏导数partial derivative

利用Sympy库

SymPy是一个符号计算的Python库。它的目标是成为一个全功能的计算机代数系统，同时保持代码简洁、易于理解和扩展。它完全由Python写成，不依赖于外部库。

SymPy支持符号计算、高精度计算、模式匹配、绘图、解方程、微积分、组合数学、离散数学、几何学、概率与统计、物理学等方面的功能。

程序代码

>>> from sympy import symbols, diff
>>> x, y = symbols('x y', real=True)
>>> diff( x**2 + y**3, y)
3*y**2
>>> diff( x**2 + y**3, y).subs({x:3, y:1})
3

先将所求变量（x，y）符号化。

否则会提示为定义错误：NameError: name 'y' is not defined。

之后利用diff函数求对应函数偏导数。

求出偏导数之后，若想求具体的值，可利用subs属性进行变量的替换，便可自动求出对应值。

参考链接：

https://docs.sympy.org/latest/index.html

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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