Sympy“解决”返回“列表索引超出范围”错误

Question

我正在使用 JuypterLab 尝试解决一个简单的代数问题：

3 * r**0.25 * s**0.75 = 14.086

我需要为 s 求解 3 到 17 之间的 r 值。

import numpy as np
import pandas  
import sympy as sym
from sympy import symbols, solve




s = Symbol('s')

expr = 3 * 18**0.25 * s**0.75 = 14.086

sol = solve(expr)

num = sol[10]
num

当我运行代码时，我得到list out of range error

我也试过

s = Symbol('s')

expr = 3 * 18**0.25 * s**0.75

sol = solve(expr)
u = 14.086

num = sol[u]
num

当我运行这段代码时，我得到list indices must be integers or slices, not float

我想为r 的值找到s 的值 在3 and 17之间。

Answer 1

sympy 中的方程是使用Eq() 编写的。您可以使用这样的方程（或多个方程的列表）调用solve。通过提供s 作为第二个参数，您可以告诉solve，您在给定r 寻找s 的表达式。

solve 的结果可以采用几种不同的形式，具体取决于方程式。通常它是一个列表，在这种情况下，只有一个表达式可以解决s，因此是一个包含一个元素的列表。 （例如，一个二次方程可能有多个解。）

solve 的结果通常不是一个数字，而是一个符号表达式。在这种情况下，它是一个涉及变量r 的表达式。要为特定的r（例如r=10）获取s 的值，可以使用expr.subs(r, 10)。有时解决方案是数字的，但仍然是其符号形式（例如sqrt(2)）。调用 .evalf() 将给出一个完整的数字解决方案。

from sympy import Symbol, solve, Eq, plot

r = Symbol('r')
s = Symbol('s')

equation = Eq(3 * r**0.25 * s**0.75, 14)
sol = solve(equation, s) # [7.79846345438935/r**(1/3)]
s_of_r = sol[0]
for ri in range(3, 18):
    si = s_of_r.subs(r, ri).evalf()
    print(f"for r={ri} the corresponding value for s={si:.6f}")

Sympy 也可以做一些基本的绘图：

plot(s_of_r, (r, 3, 17))

Answer 2

关于第一个错误“当我运行代码时出现列表超出范围错误”：

• 这是因为 sol 是一个单元素列表，而您正试图访问不存在的第十个元素。

关于第二个错误“当我运行此代码时，我得到的列表索引必须是整数或切片，而不是浮点数”

• 这是因为要访问您尝试使用小数的列表的位置，除了不起作用之外，它没有任何意义

sol的输出是[0.0]。

下面的代码不是您要找的吗？原因在我看来，当 s 为 14.086 时，您想找出表达式的输出，对吧？

import numpy as np
import pandas  
import sympy as sym
from sympy import Symbol, solve

s = Symbol('s')

expr = 3 * 18**0.25 * s**0.75

y = expr.replace(s, 14.086)
print(y)

相反，如果您想在给定表达式值的情况下找到sol 的值，您可以使用这种方法

# equation example 3 + s, given an output of 5
y = solveset(Eq(3 + s, 5), s)
print(y)