python scipy求解非线性方程的方法(fsolve/root)

yipeiwu_com7年前Python基础

使用scipy.optimize模块的root和fsolve函数进行数值求解线性及非线性方程,下面直接贴上代码,代码很简单

from scipy.integrate import odeint
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import root,fsolve
#plt.rc('text', usetex=True) #使用latex
## 使用scipy.optimize模块的root和fsolve函数进行数值求解方程

## 1、求解f(x)=2*sin(x)-x+1
rangex1 = np.linspace(-2,8)
rangey1_1,rangey1_2 = 2*np.sin(rangex1),rangex1-1
plt.figure(1)
plt.plot(rangex1,rangey1_1,'r',rangex1,rangey1_2,'b--')
plt.title('$2sin(x)$ and $x-1$')

def f1(x):
 return np.sin(x)*2-x+1

sol1_root = root(f1,[2])
sol1_fsolve = fsolve(f1,[2])
plt.scatter(sol1_fsolve,2*np.sin(sol1_fsolve),linewidths=9)
plt.show()

## 2、求解线性方程组{3X1+2X2=3;X1-2X2=5}
def f2(x):
 return np.array([3*x[0]+2*x[1]-3,x[0]-2*x[1]-5])

sol2_root = root(f2,[0,0])
sol2_fsolve = fsolve(f2,[0,0])
print(sol2_fsolve) # [2. -1.5]

a = np.array([[3,2],[1,-2]])
b = np.array([3,5])
x = np.linalg.solve(a,b)
print(x) # [2. -1.5]
## 3、求解非线性方程组
def f3(x):
 return np.array([2*x[0]**2+3*x[1]-3*x[2]**3-7,
     x[0]+4*x[1]**2+8*x[2]-10,
     x[0]-2*x[1]**3-2*x[2]**2+1])

sol3_root = root(f3,[0,0,0])
sol3_fsolve = fsolve(f3,[0,0,0])
print(sol3_fsolve)

## 4、非线性方程
def f4(x):
 return np.array(np.sin(2*x-np.pi)*np.exp(-x/5)-np.sin(x))
init_guess =np.array([[0],[3],[6],[9]])
sol4_root = root(f4,init_guess)
sol4_fsolve = fsolve(f4,init_guess)
print(sol4_fsolve)
t = np.linspace(-2,12,2000)
y1 = np.sin(2*t-np.pi)*np.exp(-t/5)
y2 = np.sin(t)
plt.figure(2)
a , = plt.plot(t,y1,label='$sin(2x-\pi)e^{-x/5}$')
b , = plt.plot(t,y2,label='$sin(x)$')
plt.scatter(sol4_fsolve,np.sin(sol4_fsolve),linewidths=8)
plt.title('$sin(2x-\pi)e^{-x/5}$ and $sin(x)$')
plt.legend()

以上这篇python scipy求解非线性方程的方法(fsolve/root)就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python线程障碍对象Barrier原理详解

python线程Barrier俗称障碍对象,也称栅栏,也叫屏障。 一.线程障碍对象Barrier简介 # 导入线程模块 import threading # 障碍对象barrier...

Django如何实现网站注册用户邮箱验证功能

Django如何实现网站注册用户邮箱验证功能

我们在很多网站上都可以看到用户注册使用电子邮件激活或启用的方式。也就是说,用户在注册后填写正确的电子邮件地址,接着网站会发送一封启用电子邮件到用户设置的电子邮件的邮箱中,并在邮件中提供一...

Python3实现连接SQLite数据库的方法

本文实例讲述了Python3实现连接SQLite数据库的方法,对于Python的学习有不错的参考借鉴价值。分享给大家供大家参考之用。具体方法如下: 实例代码如下: import sq...

Tensorflow的可视化工具Tensorboard的初步使用详解

Tensorflow的可视化工具Tensorboard的初步使用详解

当使用Tensorflow训练大量深层的神经网络时,我们希望去跟踪神经网络的整个训练过程中的信息,比如迭代的过程中每一层参数是如何变化与分布的,比如每次循环参数更新后模型在测试集与训练集...

python使用KNN算法手写体识别

本文实例为大家分享了用KNN算法手写体识别的具体代码,供大家参考,具体内容如下 #!/usr/bin/python #coding:utf-8 import numpy as...