[python] SymPy를 사용하여 미분계수 계산하기

30 Nov 2023

python

미분은 수학적으로 함수의 변화율을 계산하는 방법입니다. SymPy는 파이썬에서 사용할 수 있는 강력한 심볼릭 계산 라이브러리로, 미분 계산을 손쉽게 할 수 있도록 지원해줍니다.

SymPy 설치하기

먼저 SymPy를 사용하기 위해 파이썬에 설치해야 합니다. 아래의 명령어를 사용하여 SymPy를 설치할 수 있습니다.

pip install sympy

미분계수 계산하기

SymPy를 사용하여 미분계수를 계산하는 방법은 간단합니다. 먼저 sympy 모듈을 임포트하고, 미분을 계산하고자 하는 함수를 정의합니다. 그리고 diff 함수를 사용하여 미분계수를 계산합니다.

import sympy as sp

# 미분을 계산하고자 하는 함수를 정의
x = sp.Symbol('x')
f = x**2 + 3*x + 2

# 미분계수 계산
f_derivative = sp.diff(f, x)

위의 코드에서 x를 Symbol로 정의해줌으로써 심볼릭 변수를 선언합니다. 그리고 f로 미분을 계산하고자 하는 함수를 정의합니다. 이후 sp.diff 함수에 계산하고자 하는 함수와 변수를 넣어주면, 해당 변수에 대한 미분계수를 계산할 수 있습니다. 결과는 f_derivative에 저장됩니다.

예제

아래는 위에서 구현한 코드를 사용하여 미분계수를 계산하는 간단한 예제입니다.

import sympy as sp

x = sp.Symbol('x')
f = x**2 + 3*x + 2

f_derivative = sp.diff(f, x)

print(f_derivative)

위의 코드를 실행하면 미분계수 2*x + 3가 출력됩니다.

참고 자료

SymPy 공식 문서: https://docs.sympy.org/latest/index.html
SymPy Tutorial: https://docs.sympy.org/latest/tutorial/index.html
SymPy 레퍼런스: https://docs.sympy.org/latest/modules/reference/index.html