用Python重新排列和求解方程

我有下面的速度方程，我想求解

位置

。我希望Python定义一个新的等式，以便

position=（Velocity+100）/0.1

然而，如果我改变速度方程，那么我也必须改变位置方程。这很费时，我只想让Python自动求解position

position = np.arange(-10000, 10001) # An array of integers from -10,000 to 10,000
Velocity = -100 + 0.1 * position # Equation
position = (Velocity + 100) / 0.1

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重新排列方程需要符号数学。你需要同情

例如，定义符号（通常是单个字符，而不是单词）：

现在，您可以为

v

创建一个表达式：

>>> vexpr = -100 + p / 10

您可以定义一个要求解的方程：

>>> veq = sympy.Eq(v, vexpr)
>>> sympy.pprint(veq)
    p       
v = ── - 100
    10      
>>> pexpr, = sympy.solve(veq, p)
>>> pexpr
10*v + 1000

您可以将表达式转换为Python函数，该函数将在

位置

数组上工作：

>>> f = sympy.lambdify(p, vexpr)
>>> position = np.arange(-10000, 10001)
>>> f(position)
array([-1100. , -1099.9, -1099.8, ...,   899.8,   899.9,   900. ])

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您可以更改

v

的表达式，然后重新求解或重新计算这些其他内容。

就Python而言，这些并不是方程，您将表达式求值为一个值，并将该值赋给一个变量。我认为您需要复习Python的基本教程。一旦你完成了这项工作，你可能想看看一个库，它可以让你用Python定义方程，并按照你想要的方式将它们当作方程来处理（例如，你可以取一个速度和位置相关的方程，告诉它解位置，而不必写一个新的方程）.我考虑过使用Symphy，但我不确定是否可以插入symbols@NEMM2020为什么不阅读Symphy文档，看看它们是否允许您这样做？您可以为符号指定数值，但通常您所做的是替换数值。换句话说，你不是说“x现在是20”，而是说，“解出x=20的方程”。就像在纸上做数学，而不是像普通的Python（或大多数其他编程语言），但在开始编写Symphy方程（并将其分配给Python变量）之前，您确实需要了解Python赋值的基础知识，否则您会更加困惑。我认为Sage教程可能是一个很好的开始，它很早就在Python中通过赋值、等式等，但设计的方式对数学家而不是程序员来说是有意义的。

>>> f = sympy.lambdify(p, vexpr)
>>> position = np.arange(-10000, 10001)
>>> f(position)
array([-1100. , -1099.9, -1099.8, ...,   899.8,   899.9,   900. ])