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pyplotでsympyは使える?

ovyzppfxbebqaek

総合スコア12

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投稿2020/08/11 07:31

実現したいこと

sympyで求めた導関数をnumpyで使えるように型変換?してプロットすること

pyplotでsympyは使える?

pyplotを使って導関数をプロットさせる方法で悩んでます。
通常導関数をプロットする際は

python

1import numpy as np 2import matplotlib.pyplot as plt 3 4x = np.linspace(0,10,100) 5y = x**2 6dy = 2*x 7 8plt.plot(x,dy)

↑のようにしますよね。手作業で簡単に求まる導関数は問題ないのですが、複雑な関数を微分するためsympyを使ってます。
そこでsympyで求めた導関数をpyplotでプロットさせたいのですが、エラーがでます。

試したこと

python

1import numpy as np 2import matplotlib.pyplot as plt 3import sympy as sp 4 5x = np.linspace(0,10,100) 6x = sp.symbols('x') 7y = x**2 8dy = sp.diff(y,x) 9 10plt.plot(x,dy)

↑これを実行するとエラーになります。
sympyとpyplotはいっしょにしてはダメなのでしょうか?
sympyのプロットモジュールはsympy.plottingがあるそうですが、pyplotほど柔軟でない(凡例の付け方とか)のであまり使いたくないです。
そのため、sympyで求めた導関数をpyplotを使ってプロットさせる方法があれば教えて下さい。

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回答2

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matplotlibnumpyという選択肢にこだわらなければ簡便にsympy.plottingを使う手もあります。

Python

1from sympy.plotting import plot 2import sympy as sp 3 4x = sp.symbols("x") 5f = x ** 2 + sp.sin(x) + sp.cos(x) ** 2 6dx = sp.diff(f, x) 7print(dx) # 2*x - 2*sin(x)*cos(x) + cos(x) 8 9plot(dx)

イメージ説明

投稿2020/08/11 08:36

can110

総合スコア38262

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ベストアンサー

sympy.utilities.lambdify.lambdify() で式を関数化して、xs = np.linspace(0, 10, 100) の各点の dx の数値解 ys を計算し、plot(xs, ys) で描画すればよいです。

Creating a function from a symbolic expression

python

1import numpy as np 2import sympy as sp 3from matplotlib import pyplot as plt 4 5x = sp.symbols("x") 6f = x ** 2 + sp.sin(x) + sp.cos(x) ** 2 7dx = sp.diff(f, x) 8 9 10from sympy.utilities.lambdify import lambdify 11 12xs = np.linspace(0, 10, 100) 13ys = sp.lambdify(x, dx, "numpy")(xs) 14 15fig, ax = plt.subplots() 16ax.plot(xs, ys) 17ax.grid() 18plt.show()

イメージ説明

投稿2020/08/11 08:27

編集2020/08/11 08:41
tiitoi

総合スコア21956

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