实现python函数求导的方法有：1、使用sympy库中的symbols方法输入x和y变量；2、将sympy库中的diff函数传输到需要求导的函数中，以返回求导后的结果。

Python使用sympy库对某个函数进行求导，numpy库使用该求导结果计算程序

在python数据处理过程中，我们经常会遇到这样的情况。需要偏导函数表达式，并将具体值替换为导数。

在python中，通常用于函数求导的函数是sympy库中的diff()函数。但他通常得到的导数只是一个符号表达式。不能直接带入数据。

如下例：

importsympyassp
importnumpyasnp
x,y=sp.symbols('xy')
z=sp.sin(2*sp.pi*x+2*y/5)
zx=sp.diff(z,x)
zy=sp.diff(z,y)
print(zx)
print(zy)

其输出为：

2*pi*cos(2*pi*x+2*y/5)
2*cos(2*pi*x+2*y/5)/5

那怎样才能解决这个问题呢？

使用evalf()函数分别赋值x和y后，使用float转换类型后，可以使用numpy计算数值。

如下例：

importsympyassp
importnumpyasnp
x,y=sp.symbols('xy')
z=sp.sin(2*sp.pi*x+2*y/5)
zx=sp.diff(z,x)
zy=sp.diff(z,y)
x1=10
y1=5
z_x1=float(zx.evalf(subs={x:x1,y:y1}))
z_y1=float(zy.evalf(subs={x:x1,y:y1}))
print(z_x1)
print(z_y1)

输出结果：

-2.61472768902227
-0.16645873461885696

如果我的x或y不是单一值呢？而是一个数组。

我们可以用一个循环来完成它。

如下例：

importsympyassp
importnumpyasnp
x,y=sp.symbols('xy')
z=sp.sin(2*sp.pi*x+2*y/5)
zx=sp.diff(z,x)
zy=sp.diff(z,y)
x_array=np.linspace(-5,5,10)
y_array=np.linspace(-5,5,10)
temp_x=[]#首先定义用于存储x偏导的空列表
temp_y=[]#首先定义一个存储y偏导的空列表
foriinrange(10):
z_x=float(zx.evalf(subs={x:x_array[i],y:y_array[i]}))
temp_x.append(z_x)#将计算出的偏导值逐一添加到列表中
z_y=float(zy.evalf(subs={x:x_array[i],y:y_array[i]}))
temp_y.append(z_y)
zx_array=np.array(temp_x)#将列表转换为数组
zy_array=np.array(temp_y)
print(zx_array)
print(zy_array)

输出结果为：

[-2.614727694.11638646.029462890.8958862-5.2854481-5.2854481.28544841.
0.895858626.029462894.11163864-2.61472769]
[-0.166458730.26175050.383847530.05703213-0.33648208-0.336482082033648203364820
0.057032130.383847530.26175505-0.16645873]

因此，sympy得到了求导结果，到numpy库进行数值计算。

我还是python的初学者。请及时纠正任何错误~在学习的道路上共同进步~

推荐课程:Python3 Selenium3 实战开发自动化测试