PythonのSymPyのシンボルの使い方・例題について


はるか
シンボルは数式中で変数のように使える。実際に使うためには、まずSymbolをインポートする必要がある。

ふゅか
なるほどね!それで、数式を扱えるのね!
1. シンボルとは
シンボルは変数のようなもので、数式中で変数として使用されます。
1.1. シンボルのインポート
sympy
でシンボルを使うためには、まずSymbol
クラスをインポートする必要があります。
from sympy import Symbol
1.2. シンボルの生成
Symbol
クラスを使用してシンボルを定義します。
x = Symbol('x')
y = Symbol('y')
ここで、'x'
や'y'
はシンボルの名前を指定しています。このシンボルは、sympy
内で数式を操作するときに使用できます。
1.3. 複数のシンボルの生成
複数のシンボルを一度に生成する場合には、symbols()
を使用します。
from sympy import symbols
x, y, z = symbols('x y z')
これにより、x
、y
、z
という3つのシンボルが生成されます。
定義したシンボルを使って数式を構築します。
expr = x + 2*y - z
1.4. シンボルの詳細な設定
シンボルはオプションの引数を指定して、異なる特性を持つシンボルを生成することができます。例えば、シンボルを実数のみ受け付けるようにするには、以下のように定義します。
x = Symbol('x', real=True)
また、シンボルが正の値のみを取ることを示すには、positive=True
を使用します。
a = Symbol('a', positive=True)
これにより、a
は正の値のみを持つシンボルとして定義されます。
2. 例題
シンボル \( x \) と \( y \) を宣言し、式 \( x^5 + y^{\frac{2}{3}} \) を表示してください。
2.1. 解答手順
- SymPyライブラリをインポートします。
symbols
を使用してシンボル \( x \) と \( y \) を宣言します。- 宣言したシンボルを使って式 \( x^5 + y^{\frac{2}{3}} \) を作成し、表示します。
2.2. 解答
from sympy import symbols,S
# シンボルの宣言
x, y = symbols('x y')
# 式の作成
expression = x**5 + y**(S(2)/3)
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