在数学定义中,单项式和多项式统称为整式。在Python中使用sympy库可以实现对整式的操作,如化简整式、合并整式、整齐输出整式以及计算整式等。
1 化简整式
例如对等式-3x3+4x3+5x2-7x2+2x+10进行化简。首先导入sympy库中的Symbol类,并通过该类定义变量符号,如图1所示。
图1 创建变量符号
相关链接1 Symbol类的使用方法,请参考
《Python中使用sympy库解方程_python sympy解方程-CSDN博客》
接下来定义整式,代码如图2所示。
图2 定义整式
从图2中可以看到,定义完整式之后,sympy库自动对该整式进行了化简,其结果为“x3-2x2+2x+10”。
2 分解和合并整式
2.1 分解整式
通过expand()方法分解整式,代码如图3所示。
图3 分解整式
从图3中可以看出,symbols()函数可以同时创建多个变量符号,通过expand()函数,将(x+y)*(x-y)分解成x2-y2。
2.2 合并整式
通过factor()方法分解整式,代码如图4所示。
图4 合并整式
从图4中可以看出,通过factor()函数,将整式x2-y2合并成(x+y)*(x-y)。
3 整齐输出整式
通过pprint()函数可以将整式整齐输出,代码如图5所示。
图5 整齐输出整式
从图5中可以看出,pprint()函数输出的整式用指数和“.”代替了“**”和”*”,使得整式看上去更加整齐和清晰。
4 整式求值
例如,对于整式“x3-2x2+2x+10”,当x=2时,求整式的值,可以用subs()函数实现,代码如图6所示。
图6 整式求值
从图6中可以看出,通过expr调用subs()函数,该函数的参数类型是字典,字典中的键值对为变量符号:对应值。