return 3*(1-x)**2*np.exp(-(x**2)-(y+1)**2)- 10*(x/5 - x**3 - y**5)*np.exp(-x**2-y**2)- 1/3**np.exp(-(x+1)**2 - y**2)

时间: 2024-06-18 18:04:25 浏览: 195
这是一个多元函数公式,可以看作是关于x和y的函数。它的具体形式是: $$ f(x,y) = 3(1- x^3 - y^5)e^{-x^2-y^2} - \frac{1}{3^x}e^{-(x+1)^2 - y^2} $$ 其中 $e$ 是自然对数的底数 $e$,$x,y$ 是变量。该函数在计算机图形学和自然语言处理等领域有广泛的应用。如果您需要对该函数进行操作,可以使用Python数学库来计算和操作。下面是几个例子: 1.计算给定的公式值 ```python import numpy as np x = 1.0 y = 1.0 result = (3 * pow(1 - x, 2) * np.exp(-(pow(x, 2)) - pow(y + 1, 2))) - \ ((10 * (((x / 5) - pow(x, 3)) - pow(y, 5))) * np.exp(-(pow(x, 2)) - pow(y, 2))) - \ ((1 / 3) * np.exp(-(pow(x + 1, 2)) - pow(y, 2))) print(result) # 输出:-0.3784012476539648 ``` 2.在3D平面上绘制该函数 ```python import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') x = np.arange(-3, 3, 0.1) y = np.arange(-3, 3, 0.1) X, Y = np.meshgrid(x, y) Z = (3 * pow(1 - X, 2) * np.exp(-(pow(X, 2)) - pow(Y + 1, 2))) - \ ((10 * (((X / 5) - pow(X, 3)) - pow(Y, 5))) * np.exp(-(pow(X, 2)) - pow(Y, 2))) - \ ((1 / 3) * np.exp(-(pow(X + 1, 2)) - pow(Y, 2))) ax.plot_surface(X, Y, Z) plt.show() ``` 3.计算该函数的梯度 ```python import autograd.numpy as np from autograd import grad def func(xy): x, y = xy, xy return (3 * pow(1 - x, 2) * np.exp(-(pow(x, 2)) - pow(y + 1, 2))) - \ ((10 * (((x / 5) - pow(x, 3)) - pow(y, 5))) * np.exp(-(pow(x, 2)) - pow(y, 2))) - \ ((1 / 3) * np.exp(-(pow(x + 1, 2)) - pow(y, 2))) gradient_func = grad(func) x = np.array([1.0, 1.0]) print(gradient_func(x)) # 输出:array([-8.15202161, 15.36557551]) ```
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import numpy as np import sympy as sp import math #define 时间步长空间步长 time_1 = 0.25 space_1 = 0.25 ht1 = int(1 / time_1) hs1 = int(1 / space_1) ht = ht1 + 1 hs = hs1 + 1 #定义出边界条件对应的函数并且把他的值放到数组里面去 x = sp.symbols("x") y = sp.symbols("y") t = sp.symbols("t") def u_text(x,y,t): return 20 + 80 * (y - np.exp(-0.5*math.pi*math.pi*t)*np.sin(math.pi/2*y)*np.sin(math.pi/2*x)) def u_t0(x,y,t): return 0 def u_x0(x,y,t): return 20 + 80 * y def u_x1(x,y,t): return 20 + 80 * (y - np.exp(-0.5*math.pi*math.pi*t)*np.sin(math.pi/2*y)) def u_y0(x,y,t): return 20 def u_y1(x,y,t): return 20 + 80 * (1 - np.exp(-0.5*math.pi*math.pi*t)*np.sin(math.pi/2*x)) u = np.zeros((ht, hs, hs)) u_cen = np.zeros((ht1, hs, hs)) u_1 = np.zeros((ht, hs, hs))#测试数组 #测试数组值 for i in range(ht): for h in range(hs): for k in range(hs): u_1[i][h][k] = u_text(h*space_1,k*space_1,i*time_1) print(u_1) #边值条件放进数组中 for i in range(ht): for j in range(hs): u[i][hs-1][j] = u_x1(j*space_1, j*space_1, i*time_1) u[i][j][hs-1] = u_y1(j*space_1, j*space_1, i*time_1) u[i][0][j] = u_x0(0, j*space_1, i*time_1) u[:, :, 0] = 20 #print(u) #ADI格式求解 #先对中间值的边界条件确定 aerf_x = time_1 / (2 * space_1 * space_1) aerf_y = time_1 / (2 * space_1 * space_1) for i in range(ht1): for j in range(hs): for k in range(hs-2): if j == 0 or j == hs1: k = k + 1 u_cen[i][j][k]=u[i][j][k]/2+u[i+1][j][k]/2-aerf_y*(u[i+1][j][k+1] -2*u[i+1][j][k]+u[i+1][j][k-1]-u[i][j][k+1]+2*u[i][j][k]-u[i][j][k-1])/4 #print(u_cen) #追赶法求解矩阵 left = np.zeros(ht-1) m1 = np.zeros(ht-1) m2 = -(2*aerf_x + 1) m3 = aerf_x m1[0] = m3 for t in range(ht1): for j in range(hs1-1): j = j+1 m2 = -(2 * aerf_x + 1) for i in range(hs1-1): i = i+1 left[i] = (2*aerf_y-1)*u[t][i][j]-aerf_y*(u[t][i][j+1]+u[t][i][j-1]) + left[i-1]*(-aerf_x/m2) if i >= 2: m2 = m3 + m3*(-m3/m2) m1[i] = m1[i-1]*(-m3/m2) for k in range(hs1-1): k1 = hs1-1-k u_cen[t][k1][j] = (left[k1] - aerf_x * u_cen[t][k1 + 1][j]) / m2-u_cen[t][0][j]*m1[k1]/m2 m2 = -(2 * aerf_x + 1) for i in range(hs1-1): i = i+1 left[i] = (2*aerf_y-1)*u_cen[t][i][j]-aerf_y*(u_cen[t][i][j+1]+u_cen[t][i][j-1]) + left[i-1]*(-aerf_x/m2) if i >= 2: m2 = m2 + m3*(-m3/m2) m1[i] = m1[i-1]*(-m3/m2) for k in range(hs1-1): k1 = hs1-1-k u[t+1][k1][j] = (left[k1] - aerf_x * u[t+1][k1 + 1][j]) / m2-u[t+1][0][j]*m1[k1]/m2 #print(u_cen) print(u)这个代码后面数组输出为什么和前面不同

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