How to numerically solve an equation (translate code from Matlab to Python)

Question

我找不到任何等效的 Matlab 函数 vpasolve，它以数值方式求解方程。以下是我的尝试

Python:

alfa = sympy.Symbol('alfa')
y = np.linspace(0, 100, 6)
angleR = np.zeros((1, np.size(y)))

i = 1

for x in range(0, 100, 20):
    p = x/100
    angleR[0, i] = np.rad2deg((sympy.solve(2*np.pi*(1-p) == np.sin(2*alfa), alfa)).astype(float))
    i = i + 1
print(angleR)

产生以下错误

TypeError: loop of ufunc does not support argument 0 of type Mul which has no callable sin method

原始Matlab代码：

syms alfa
y = 0:20:100;
angleR = zeros(1, length(y));
i = 1;
for j = 0:20:100
  p = j/100;
  angleR(i) = rad2deg(double(vpasolve(2*pi*(1-p) == 2*alfa - sin(2*alfa), alfa)));
  i = i+1
end

Answer 1

有几个问题：

你在混用 sympy 和 numpy。 Numpy 处理数字输入，所以 np.sin 尝试评估 2*alfa 并且你得到你提到的错误。对于符号表达式，您需要改用 sympy.sin。
修复会揭示 python 中的 == 用于对象相等（布尔值），与符号相等无关。对于后者，您需要 sympy.Eq(lhs, rhs).
但这无关紧要，因为要以数值方式求解方程式，您需要 sympy.nsolve，并使用 sympy.nsolve(lhs-rhs, variable, initial_guess).

总而言之，以下代码产生与 Matlab 相同的结果。采取了一些小的自由，即将结果放在一维数组中而不是“列向量”，这实际上是一个二维数组。但是解决方案的精神就在那里，您可以轻松修改结果格式。

import numpy as np
import sympy as sym

alfa = sym.Symbol('alfa')
p_values = np.arange(0, 101, 20) / 100
angleR = [
    np.rad2deg(float(sym.nsolve(2*np.pi*(1-p) - 2*alfa + sym.sin(2*alfa), alfa, 0)))
    for p in p_values
]
angleR = np.array(angleR)

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