Scipy Misc Pochodna

Ten przewodnik Python sprawi, że dowiesz się o pochodnej Scipy Misc w celu obliczenia pochodnej danych danych. Język programowania Pythona staje się sławny i ulubionym językiem wszelkiego rodzaju programistów ze względu na niesamowite biblioteki i wbudowane funkcje. Funkcje te pozwalają nam szybko i automatycznie wykonywać złożone i praktyczne zadania bez popełniania błędów. Python uczynił rozwój bardzo prostym i łatwym zadaniem. Możemy wykonywać dowolne działanie statystyczne, naukowe lub matematyczne przy użyciu wbudowanych funkcji języka programowania Pythona. Pod koniec tego artykułu będziesz mógł zrozumieć i użyć funkcji pochodnej Scipy Misc w swoich programach Python.

Co to jest pochodne?

Pochodna funkcji dotyczy szybkości zmiany funkcji zgodnie ze zmienną niezależną. Pochodne są wykorzystywane, gdy istnieje szybkość zmiany i ilość zmiennej. Język programowania Pythona zapewnia funkcję pochodną () w module MISC w bibliotece Scipy, aby znaleźć pochodną funkcji. W tym samouczku poprowadzimy Cię, w jaki sposób możesz użyć funkcji pochodnej () i jakie elementy potrzebujesz, aby użyć funkcji pochodnej w programie Python. Wykazamy kilka przykładów twoich wskazówek. Ale wcześniej nauczmy się i zrozummy składnię funkcji pochodnej.

Składnia funkcji pochodnej ()

Funkcja pochodnej () biblioteki Scipy wykonuje tę samą funkcję, którą realizujemy ręcznie w celu uzyskania problemu matematycznego. Tutaj musimy podać takie same dane wejściowe dla funkcji pochodnej. Zobacz składnię następującej funkcji pochodnej:

Jak omówiono wcześniej, biblioteka Scipy i jej moduł MISC zapewniają funkcję pochodną (). Pobiera z nich prawie 6 parametrów, niektóre są wymagane parametry, a niektóre są opcjonalne. Parametr „funkcji” reprezentuje funkcję, której należy znaleźć pochodne. Parametr „x” reprezentuje n -th pochodną. Parametr „dx” określa odstęp. Parametr „n” określa kolejność pochodnej. Parametr „args” służy do dostarczenia różnych argumentów. Wreszcie parametr „zamów” określa liczbę punktów dla funkcji pochodnej. Teraz znajdźmy pochodne różnych funkcji w poniższej sekcji przykładowej.

Przykład 1:

W pierwszym przykładzie poprowadzimy Cię do procesu krok po kroku i sprawić, że nauczysz się, jak znaleźć pierwszą pochodną funkcji za pomocą funkcji pochodnej (). Rozważ dany przykładowy kod w następującym fragmencie kodu:

od scipy import misc
def Fun (x):
zwrócić x ** 5 + x ** 8
Misc.pochodna (zabawa, 1.8, dx = 1e-2)

Najpierw musimy zaimportować moduł MISC z biblioteki Scipy, abyśmy mogli użyć funkcji Verivative () bez stawienia się błędów. Następnie zadeklarowana jest funkcja o nazwie „zabawa”, a funkcja = x ** 5 + x ** 8 jest używana do pochodnej. Funkcja i inne parametry są przekazywane do funkcji pochodnej () w celu znalezienia pochodnej. Teraz sprawdźmy wyjście następującej funkcji pochodnej ():

Przykład 2:

Rozważmy inny przykład, w którym jedna funkcja zależy od drugiej funkcji. Wcześniej zapewniliśmy równanie w funkcji i po prostu zwróciliśmy wynik. Tutaj przekazujemy wartość zmienną i wywołujemy jedną funkcję, ale z innej funkcji. Rozważ dany przykładowy kod w poniższym fragmencie:

Z importu matematycznego *
od scipy import misc
def f (x):
return exp (x)
def df (x):
powrót Misc.pochodna (f, x)
DF (5)

Użyjemy funkcji exp (), abyśmy importowali bibliotekę matematyczną do programu. Następnie importowane są biblioteka Scipy i MISC, abyśmy mogli użyć funkcji VIRIVATY (). Jak widać, istnieją dwie funkcje - pierwsza to f (), a druga to df (). Funkcja o nazwie df () odbiera wartość zmiennej i wywołuje funkcję f () dla obliczeń pochodnych. Funkcja F () wykonuje obliczenia. Ma wykonywać i zwrócić wynik do funkcji df (). Wyjście funkcji pochodnej () podano w następujący sposób:

Przykład 3:

Teraz, gdy nauczyliśmy się znajdować pochodną jednej funkcji, ćwiczmy na określenie szeregu pochodnych funkcji. Możesz dowiedzieć się, jak uzyskać pochodną tablicy funkcji z tego przykładu. Zobacz następujący przykładowy kod:

od scipy import misc
fun1 = Lambda x: x ** 1 + 3*x + 1
FUN2 = Lambda X: x ** 2 + 3*x + 2
FUN3 = Lambda X: x ** 3 + 3*x + 3
fun4 = Lambda x: x ** 4 + 3*x + 4
FUN5 = Lambda X: x ** 5 + 3*x + 5
FUNS = [FUN1, FUN2, FUN3, FUN4, FUN5]
Dla I in Range (Len (Funs)):
dev = pochodna (Funs [i], 1)
print („pochodna funkcji is = '.Format (i+1), dev)

Po pierwsze, moduł SCIPY i moduł MISC są importowane, co jest niezbędne do importu. Następnie zadeklarowano pięć funkcji. Tablica pięciu funkcji jest wymieniona w zmiennej FUNS. „For;” pętla jest używana do iteracji za pomocą każdej funkcji wymienionej w tablicy i wykonywania pochodnej

Przykład 4:

Pochodna funkcji i pochodna szeregu funkcji to pojęcia, których nauczyliśmy się w poprzednich sekcjach. Teraz rozumiemy, w jaki sposób stosuje się funkcję pochodną. Wyświetlmy wyjście funkcji pochodnej na wykresie. Rozważ następujący przykładowy kod:

importować Numpy jako NP
importować matplotlib.Pyplot as Plt
od Scipy.Misc Import Pochodna
def Fun (x):
zwrócić x ** 5 + 3*x + 5
def pochodne (x):
Pochodna zwrotna (zabawa, x)
y = np.Linspace (-10, 10)
plt.Wykres (y, zabawny (y), color = „zielony”, etykieta = „funkcja”)
plt.Wykres (y, pochodne (y), color = „żółty”, etykieta = „pochodna”)
plt.Legend (loc = „dolny prawy w prawo”)
plt.siatka (prawda)

Potrzebujemy trzech bibliotek w tym programie: Numpy, Matplotlib i Scipy. Biblioteka Numpy pozwala nam korzystać z funkcji LINESPACE (). Biblioteka Scipy pozwala nam korzystać z funkcji pochodnej. Wreszcie, matplotlib pozwala nam wykreślić wynik na wykresie. Dwie funkcje są zadeklarowane tak jak w poprzednim przykładzie. Jedna funkcja wywołuje inną funkcję obliczeń pochodnych. Aby wykreślić wykres, używamy NP.przestrzeń liniowa (-10, 10) obszar. Wszystkie kosmetyki wykresu są wykonywane w PLT.Funkcja wykresu (). Teraz zobaczmy następujący wykres:

Wniosek

Ten samouczek to kompletny przewodnik na temat funkcji pochodnej () biblioteki Scipy. Biblioteka Scipy zapewnia moduł MISC, który oferuje funkcję pochodną (). Pochodna () jest wbudowaną funkcją modułu MISC, który wykonuje tę samą funkcję, którą ręcznie wykonujemy, aby rozwiązać problem matematyczny. Pozwala nam automatycznie rozwiązać pochodną, ​​biorąc kilka parametrów funkcji. Przykłady funkcji pochodnej () dokładnie wyjaśniają, jak wdrożyć funkcję pochodną () w programie Python. Ćwiczenie tych przykładów pomoże Ci uzyskać polecenie funkcji pochodnej ().