[python] SymPy를 사용하여 다변수 방정식의 선형성 확인하기

30 Nov 2023

SymPy는 파이썬에서 사용할 수 있는 강력한 기호수학 라이브러리입니다. 이를 사용하여 다변수 방정식의 선형성을 확인하는 방법을 알아보겠습니다.

SymPy 라이브러리 설치하기

먼저 SymPy 라이브러리를 설치해야 합니다. 다음 명령어를 사용하여 설치할 수 있습니다.

pip install sympy

SymPy에서는 symbols 함수를 사용하여 기호 변수를 정의할 수 있습니다. 이를 활용하여 다변수 방정식을 정의해보겠습니다.

from sympy import symbols, Eq

# 변수 x, y, z를 정의합니다.
x, y, z = symbols('x y z')

# 다변수 방정식을 정의합니다.
equation = Eq(3*x + 2*y - z, 0)

위의 코드에서는 x, y, z를 각각 변수로 정의하고, Eq 함수를 사용하여 방정식을 정의했습니다. 이 예제에서는 3*x + 2*y - z = 0이라는 선형 방정식을 정의한 것입니다.

SymPy의 simplify 함수를 사용하여 방정식을 간단하게 표현할 수 있습니다. 이를 통해 선형성을 확인할 수 있습니다.

from sympy import simplify

# 방정식을 간단하게 표현합니다.
simplified_equation = simplify(equation)

# 선형성을 확인합니다.
is_linear = simplified_equation.is_linear

위의 코드에서는 simplify 함수를 사용하여 방정식을 간단하게 표현한 후, is_linear 속성을 확인하여 선형성을 판단합니다.

마지막으로, 선형성 확인 결과를 출력해보겠습니다.

if is_linear:
    print("이 방정식은 선형입니다.")
else:
    print("이 방정식은 비선형입니다.")

위의 코드에서는 is_linear 변수를 사용하여 선형성 여부를 판단하고, 그에 따라 적절한 메시지를 출력합니다.

SymPy를 사용하면 다변수 방정식의 선형성을 손쉽게 확인할 수 있습니다. 이를 통해 수학적인 계산이나 문제 해결에 유용하게 활용할 수 있습니다.