今天我们来学习,如何使用Python解决高等数学的一些相关问题,也作为后续学习AIGC的基础

接下来,让我们直接看题:

1.求 \lim_{x->1}\frac{x^{2}-1}{x-1} 的极限

如果使用正常的高等数学的解法,大家自然可以想到,先对分子进行因式分解,然后上下约分,很轻松可以得到结果为2

那么使用Python,该如何解决问题呢?

from sympy import * # 导入符号计算模块
from sympy.abc import x # 定义符号变量x
f = (x**2 - 1)/(x - 1) # 定义函数f(x)
print(limit(f,x,1)) # 计算函数f(x)在x=1处的极限

sympy是一个基于 Python 的符号运算库,专注于数学表达式的符号运算而非数值计算。

from sympy import *,这里的*不是乘法哦,而是指导入sympy模块里面的所有计算模块部分,后期可以直接调用,比如limit就是其中一个

第二行则是定义符号变量x,可以通过同样的方法定义y,z等符号变量

第三行则是函数本体,而最后一行就是调用limit,计算函数极限啦,这里的三个分别指的是函数,变量,变量趋近的值,最后输出的结果就是函数的极限啦

2.求 \lim_{x->oo}\frac{sinx}{x} 的极限

(友情提醒:在Python中,两个小写字母o,表示无穷)

from sympy import *
from sympy.abc import x
f = sin(x)/x
print(limit(f,x,oo))

首先前两步,还是一样的,导入全部计算模块,定义符号变量x

后面就是写出函数,求极限,一气呵成,接下来再给大家来一道题

3.求 \lim_{x->0}\frac{sinx}{3x+x^{3}} 的极限

前面两道题都是一眼就可以看出答案的题目,那么这道题似乎是需要动手算算了呢?

当然,我们也可以使用Python解决问题:

from sympy import *
from sympy.abc import x
f = sin(x)/(3*x + x**3)
print(limit(f,x,0))

最后的结果是1/3,你做对了吗?

这里需要提醒两个点:
1.在对于3x这类数值的时候,务必把乘号写出来,即3*x,直接写成3x,Python会认不出来
2.该加括号的地方一定要加,比如sinx,这就是错误写法,应该写成sin(x),这样才不会出错

接下来,我们再来最后一道题:

4.求 \lim_{x->0}\frac{tanx-x}{x^{3}}的极限

from sympy import *
from sympy.abc import x
f = (tan(x)-x)/x**3
print(limit(f, x, 0))

最后的结果是1/3

今天就先到这里啦,祝大家天天开心!代码一遍就通!没有debug的烦恼!

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