如何使用Numpy计算导数？

在本文中，我们将学习如何使用 NumPy 计算导数。通常，NumPy 不提供任何稳健的函数来计算不同多项式的导数。但是，NumPy 可以使用函数 numpy.poly1d() 和 deriv() 计算一维多项式的特殊情况。

使用的功能：

• poly1d()：有助于定义多项式表达式或函数。
• deriv()：计算并给出导数表达式

方法：

• 首先，我们需要定义使用numpy.poly1d（）函数的多项式函数。
• 然后我们需要使用derive()函数来导出导数表达式。
• 最后，我们可以将所需的值赋给 x 以数值计算导数。

下面是我们使用 NumPy 计算某些表达式的导数的一些示例。在这里，我们采用变量 'var' 中的表达式，并根据 'x' 对其进行区分。

示例 1：

Python3

import numpy as np
  
# defining polynomial function
var = np.poly1d([1, 0, 1])
print("Polynomial function, f(x):\n", var)
  
# calculating the derivative
derivative = var.deriv()
print("Derivative, f(x)'=", derivative)
  
# calculates the derivative of after 
# given value of x
print("When x=5  f(x)'=", derivative(5))

输出：

示例 2：

蟒蛇3

import numpy as np
  
# defining polynomial function
var = np.poly1d([4, 9, 5, 1, 6])
print("Polynomial function, f(x):\n", var)
  
# calculating the derivative
derivative = var.deriv()
print("Derivative, f(x)'=\n", derivative)
  
# calculates the derivative of after 
# given value of x
print("When x=3  f(x)'=", derivative(3))

输出：

示例 3：

蟒蛇3

import numpy as np
  
# defining polynomial function
var = np.poly1d([5, 4, 9, 5, 1, 6])
print("Polynomial function:\n", var)
  
# calculating the derivative
derivative = var.deriv()
print("Derivative, f(x)'=\n", derivative)
  
# calculates the derivative of after 
# given value of x
print("When x=2  f(x)'=", derivative(0.2))

输出：

要计算双导数，我们可以简单地使用 deriv()函数两次。

示例 4：

蟒蛇3

import numpy as np
  
# defining polynomial function
var = np.poly1d([3, 5, 4, 9, 5, 1, 6])
print("Polynomial function:\n", var)
  
# calculating the derivative
derivative = var.deriv()
print("Derivative, f(x)'=\n", derivative)
  
# calculates the derivative of after 
# given value of x
print("When x=1  f(x)'=", derivative(1))
derivative1 = derivative.deriv()
  
print("\n\nDerivative, f(x)''=\n", derivative1)
print("When x=1  f(x)'=", derivative1(1))

输出：