如何使用多变量在Python中定义分段函数

我正试图为我的太阳地震学课程绘制一个图，这个问题提供了一个分段函数，描述了恒星中“流体”的动力学，就好像它是一件事，它是这个，如果它是另一件事，它是那个。我一次又一次地接收到这个

“Mul”对象不能解释为整数

，但我处理的是实数，而不仅仅是整数集。我不知道如何避开这个问题，需要指导。代码如下

import sympy as sy
from sympy import *
from sympy.physics.units import Unit
import numpy as np
import sys
import math
import scipy as sp
from scipy import special

phi = Symbol('phi', Variable = True)
x = Symbol('x', Variable = True, Real = True)
t = Symbol('t', Variable = True, Real = True)
xi = Symbol('xi', Function = True)
Solar_Radius = Symbol('R', Constant = True, unit = "meters")
Sound_Speed = Symbol('c', Constant = True, unit = "meters per second", Real = True)
gamma = Symbol('gamma', Constant = True)
gravity = Symbol('g', Constant = True, unit = "meters per second per second")

Solar_Radius = 6.963 * 10 ** 6
gamma = 5/3
g = 274.8265625336
gas_constant = 8201.25
c = 8.1 * 10 ** 3

for t in range(0,x/c):
    xi[x,t] = 0
for t in range(x/c,00):
    xi[x,t] = (1/2)*sy.exp(gamma*g*x/(2*c**2))*mpmath.besselj(0, (gamma*g/(2*c)*sy.sqrt(t**2 - ((x/c)**2))),derivative = 0)

完全回溯：

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-50-3506376f1686> in <module>()
----> 1 for t in range(0,x/c):
      2     xi[x,t] = 0
      3 for t in range(x/c,00):
      4     xi[x,t] = (1/2)*sy.exp(gamma*g*x/(2*c**2))*mpmath.besselj(0, (gamma*g/(2*c)*sy.sqrt(t**2 - ((x/c)**2))),derivative = 0)

TypeError: 'Mul' object cannot be interpreted as an integer

---------------------------------------------------------------------------
TypeError回溯（最近一次调用上次）
在（）
---->1适用于范围（0，x/c）内的t：
2xi[x，t]=0
3适用于范围内的t（x/c，00）：
4xi[x，t]=（1/2）*sy.exp（gamma*g*x/（2*c**2））*mpmath.besselj（0，（gamma*g/（2*c）*sy.sqrt（t**2-（（x/c）**2）），导数=0）
TypeError:“Mul”对象不能解释为整数

这里有很多问题：

• 传递给Symbol的关键字参数（常量、变量、单位、实数）都不是SymPy可以识别的。唯一接近的是

  real

  ，它应该是小写的（比如

  Symbol（'x'，real=True）

  ）。其余的什么也不做。如果需要单位，应使用

  symphy.physics.units

  中的symphy单位模块。无需指定符号是常量还是变量

• 您已将

  太阳半径

  和

  伽马

  重新定义为数字。这意味着这些变量的符号定义是毫无意义的

• 如果您使用的是Python 2，请确保在文件顶部包含来自uuu future uuuu import division的

  ，否则像
  1/2
  和
  5/3
  之类的内容将被整数除法截断（这在Python 3中不是问题）
  

• 范围（0，x/c）

  没有意义

  range

  创建一个数字列表，如

  range（0,3）

  ->

  [0,1,2]

  。但是

  x/c

  不是一个数字，它是一个符号表达式

• 此外，

  xi[x，t]=…

  没有意义

  xi

  是一个符号，它不允许索引，当然也不允许赋值

• 不要将数字（math、mpmath、numpy、scipy）函数与SymPy函数混合使用。它们不适用于符号表达式。您应该只使用SymPy函数。如果创建符号表达式并希望将其转换为数字表达式（例如，用于打印），请使用

  lambdify

这里需要的是分段的

。语法是分段的（（expr，cond），（expr，cond），…，（expr，True））

，其中

expr

是当

cond

为True时使用的表达式（

（expr，True）

是“否则”条件）

以你为例，我相信你想要

expr = Piecewise((0, t < x/c), (sy.exp(gamma*g*x/(2*c**2))*sy.besselj(0, (gamma*g/(2*c)*sy.sqrt(t**2 - (x/c)**2)))/2, t >= x/c))

---

这里有很多问题：

• 传递给Symbol的关键字参数（常量、变量、单位、实数）都不是SymPy可以识别的。唯一接近的是

  real

  ，它应该是小写的（比如

  Symbol（'x'，real=True）

  ）。其余的什么也不做。如果需要单位，应使用

  symphy.physics.units

  中的symphy单位模块。无需指定符号是常量还是变量

• 您已将

  太阳半径

  和

  伽马

  重新定义为数字。这意味着这些变量的符号定义是毫无意义的

• 如果您使用的是Python 2，请确保在文件顶部包含来自uuu future uuuu import division的

  ，否则像
  1/2
  和
  5/3
  之类的内容将被整数除法截断（这在Python 3中不是问题）
  

• 范围（0，x/c）

  没有意义

  range

  创建一个数字列表，如

  range（0,3）

  ->

  [0,1,2]

  。但是

  x/c

  不是一个数字，它是一个符号表达式

• 此外，

  xi[x，t]=…

  没有意义

  xi

  是一个符号，它不允许索引，当然也不允许赋值

• 不要将数字（math、mpmath、numpy、scipy）函数与SymPy函数混合使用。它们不适用于符号表达式。您应该只使用SymPy函数。如果创建符号表达式并希望将其转换为数字表达式（例如，用于打印），请使用

  lambdify

这里需要的是分段的

。语法是分段的（（expr，cond），（expr，cond），…，（expr，True））

，其中

expr

是当

cond

为True时使用的表达式（

（expr，True）

是“否则”条件）

以你为例，我相信你想要

expr = Piecewise((0, t < x/c), (sy.exp(gamma*g*x/(2*c**2))*sy.besselj(0, (gamma*g/(2*c)*sy.sqrt(t**2 - (x/c)**2)))/2, t >= x/c))

---

清理你的进口商品。然后将这个复杂的陈述分成多个步骤，看看错误来自哪一行，直到你知道什么操作或对象出错。三个主要的“模糊”都是分开的，如果这是误导的话，我很抱歉。问题从for循环开始，我不知道为什么。我不知道贝塞尔函数是否清晰，除非我先把它弄清楚，（x/c）似乎不能解释为整数。你看过那是什么东西吗？整数值有意义吗？如果是这样，请查看类型为（x/c）的对象类型，找到定义该类型的库，然后用谷歌搜索“库类型整数表示法”。对于

类型（x/c）

不要使用

*

进行导入，这会使事情比需要的更混乱。请清理导入。然后将这个复杂的语句分解为多个步骤，以查看错误将来自哪一行，直到您知道操作或对象是什么