【问题标题】:Sympy to numpy causes the AttributeError: 'Symbol' object has no attribute 'cos'Sympy to numpy 导致 AttributeError: 'Symbol' object has no attribute 'cos'
【发布时间】:2016-09-28 16:44:09
【问题描述】:

我正在尝试使用 sympy 进行偏导,我想将其转换为函数,以便我可以替换值并估计 t_1、t_2 的某些值的导数。我使用的代码如下:

import sympy as sp
import numpy as np
from sympy import init_printing
init_printing()
t_1,t_2,X_1,X_2,Y_1,Y_2,X_c1,X_c2,Y_c1,Y_c2,a_1,a_2,psi_1,psi_2,b_1,b_2= sp.symbols('t_1 t_2 X_1 X_2 Y_1 Y_2 X_c1 X_c2 Y_c1 Y_c2 a_1 a_2 psi_1 psi_2 b_1 b_2')

X_1=X_c1 + (a_1 * sp.cos(t_1) * sp.cos(psi_1)) - ((b_1) * sp.sin(t_1)* sp.sin(psi_1))

X_2=X_c2 + (a_2 * sp.cos(t_2) * sp.cos(psi_2)) - ((b_2) * sp.sin(t_2)* sp.sin(psi_2))

Y_1=Y_c1 + (a_1 * sp.cos(t_1) * sp.sin(psi_1)) + ((b_1) * sp.sin(t_1)* sp.cos(psi_1))

Y_2=Y_c2 + (a_2 * sp.cos(t_2) * sp.sin(psi_2)) + ((b_2) * sp.sin(t_2)* sp.sin(psi_2))

D=(((X_2-X_1)**2) + ((Y_2-Y_1)**2))**0.5

y_1=sp.diff(D,t_1)

y_2=sp.diff(D,t_2)

f=sp.lambdify(t_1, y_1, "numpy")

g=sp.lambdify(t_2, y_2, "numpy")

当我尝试使用 t_1 替换一个值时,

f(np.pi/2)

我收到以下错误:

AttributeError   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-26-f37892b21c8b> in <module>()
----> 1 f(np.pi/2)

/users/vishnu/anaconda3/lib/python3.5/site-packages/numpy    /__init__.py in <lambda>(_Dummy_23)

AttributeError: 'Symbol' object has no attribute 'cos'

我参考了以下链接:

What causes this error (AttributeError: 'Mul' object has no attribute 'cos') in Python?

Python AttributeError:cos

但我认为我导入的 numpy 和 sympy 并没有与这些链接中提到的案例发生冲突。任何帮助表示赞赏。

【问题讨论】:

  • 表达式y_1 是多个变量的函数,但是,您的lambdify 定义仅意味着单个输入参数(t_1),从而导致错误。要么将lambdify 函数定义为具有多个输入参数,要么用数字替换其他符号变量。
  • 您好 Stelios,感谢您的回复。难道我们不能计算偏导数,把其他变量当作符号,只代替t_1吗?例如:如果 t_1=np.pi/2 则表达式 'cos(t_1)*X_c1' 关于 t_1 的偏导数等于 '-X_c1'。
  • Sympy 中使用的“符号”概念在 Numpy 中无效。 Numpy 只理解具有(多个)数字参数的函数。如果您只需要将t_1替换为数字,将其他变量视为符号,则应坚持使用Sympy(例如,使用subs方法)
  • 对于我的完整程序,我有兴趣用值替换所有变量,然后计算导数。您能否给我一个使用lambdify 的示例,说明如何替换所有变量然后使用numpy?难道只是 f=sp.lambdify(t_1,X_c1,a_1,b_1,..... , y_1, "numpy")
  • 查看documentation 示例。

标签: python-3.x numpy sympy derivative lambdify


【解决方案1】:

当您调用 np.cos(a_symbol) 时会发生这种类型的错误,这显然会将 numpy 中的底层转换为 a_symbol.cos()

lambdify 用于数值计算 - 它将所有 sp 调用替换为 np 调用。但你所做的是象征性的。这足以解决您的问题:

f1 = lambda t: y_1.subs({t_1: t})
f2 = lambda t: y_2.subs({t_2: t})

【讨论】:

  • 谢谢,这回答正确。你知道为什么如果我使用 f1(np.pi/2) 它将 cos(t_1) 替换为 6.123*10**-17。我如何让它代替零?
  • 你改用sp.pi
  • 完美运行。再次感谢。 :)
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