线性方程式怎么解?

二阶线性微分方程的一般形式为

  [其中系数a,b,c及f(x)分别是常数和自变量x的函数。]

  函数f(x)称为函数的自由项。

  称为二阶线性齐次微分方程;

  称为二阶线性非齐次微分方程。

微分方程大致与微积分同时产生 。事实上,求y′=f(x)的原函数问题便是最简单的微分方程。而如果在该方程中y连续求两次导数的话就是二阶微分方程。

方程对于学过中学数学的人来说是比较熟悉的;在初等数学中就有各种各样的方程,比如线性方程、二次方程、高次方程、指数方程、对数方程、三角方程和方程组等等。这些方程都是要把研究的问题中的已知数和未知数之间的关系找出来,列出包含一个未知数或几个未知数的一个或者多个方程式,然后取求方程的解。

但是在实际工作中,常常出现一些特点和以上方程完全不同的问题。比如:物质在一定条件下的运动变化,要寻求它的运动、变化的规律;某个物体在重力作用下自由下落,要寻求下落距离随时间变化的规律;火箭在发动机推动下在空间飞行,要寻求它飞行的轨道,等等。

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杨志华. 六年级数学[J]. 小学生必读:高年级版, -47.

汪晓勤. 历史上的一元一次方程问题(二)[J]. 中学数学教学参考, -56.

陈会新. 初中数学一元一次方程教学透析[J]. 科技创新导报, 7-137.

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在本文中,您将看到如何使用Python的Numpy库解决线性方程组。

维基百科将线性方程组定义为:

在数学中,线性方程组(或线性系统)是两个或多个涉及同一组变量的线性方程的集合。

解决线性方程组的最终目标是找到未知变量的值。这是带有两个未知变量的线性方程组的示例:

为了解决上述线性方程组,我们需要找到x和y变量的值。解决方法有多种,例如消除变量,克莱默规则,矩阵解决方案。在本文中,我们将介绍矩阵解决方案。

在矩阵解中,要求解的线性方程组以矩阵形式表示AX = B。例如,我们可以用矩阵形式表示等式1,如下所示:

要查找的值x和y变量方程1,我们需要找到在矩阵中的值X。为此,我们可以采用矩阵逆的点积A和矩阵B,如下所示:

用numpy求解线性方程组

要求解线性方程组,我们需要执行两个操作:矩阵求逆和矩阵点积。Python的Numpy库支持这两种操作。如果尚未安装Numpy库,则可以使用以下pip命令:

现在让我们看看如何使用Numpy库解决线性方程组。

使用inv()和dot()方法

首先,我们将找到A在上一节中定义的矩阵逆。

首先让我们A在Python中创建矩阵。要创建矩阵,array可以使用Numpy模块的方法。矩阵可以视为列表列表,其中每个列表代表一行。

在以下脚本中,我们创建一个名为的列表m_list,其中进一步包含两个列表:[4,3]和[-5,9]。这些列表是矩阵中的两行A。要A使用Numpy 创建矩阵,将m_list传递给array方法,如下所示:

为了找到矩阵的逆,将矩阵传递给linalg.inv()Numpy模块:

下一步是找出矩阵的逆矩阵之间的点积A和矩阵B。重要的是要提一下,只有在矩阵的维度相等的情况下,才可能在矩阵之间获得矩阵点积,即,左矩阵的列数必须与右矩阵的行数匹配。

验证一下,如果在方程式中插入x并4替换未知数,您将看到结果为20。

现在,让我们解决由三个线性方程组成的系统,如下所示:

可以使用Numpy库按以下方式求解以上方程式:

在上面的脚本中,linalg.inv()和linalg.dot()方法链接在一起。该变量X包含方程式2的解,并输出如下:

未知数x,y和的值分别是5、3 z和-2。您可以将这些值代入公式2并验证其正确性。

使用solve()方法

在前两个示例中,我们使用linalg.inv()和linalg.dot()方法来找到方程组的解。但是,Numpy库包含该linalg.solve()方法,该方法可用于直接找到线性方程组的解:

您可以看到输出与以前相同。

让我们看看如何使用线性方程组来解决实际问题。

假设有一个卖水果的人一天就卖出了20个芒果和10个橘子,总价为350元。第二天,他以500元的价格出售了17个芒果和22个橙子。如果这两天的水果价格都保持不变,那么一个芒果和一个橙子的价格是多少?

使用两个线性方程组可以轻松解决此问题。

假设一个芒果x的价格为,一个橙子的价格为y。上面的问题可以这样转换:

上面的方程组的解决方案如下所示:

输出显示,一个芒果的价格为10元,一个橙子的价格为15元。

本文介绍了如何使用Python的Numpy库解决线性方程组。您可以使用linalg.inv()和linalg.dot()方法来求解线性方程组,也可以简单地使用solve()方法。solve()方法是首选方法。


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