同情的矩阵

Question

我正在尝试使用sympy计算一些带矩阵的符号表达式。对于矩阵来说，sympy函数subs的行为很奇怪。我需要的是用符号表达式取字符串，用一些特定的矩阵代替这个表达式中的符号并计算结果。

对于标量，sympy.subs完成了这项工作：

import sympy as sp
sp.sympify("x1*x2**2").subs({"x1":5,"x2":10})

按预期给出500。

如果使用标量，我使用像

这样的矩阵

sp.sympify("x1*x2**2").subs({"x1":sp.Matrix([[0,1],[1,0]]),"x2":sp.Matrix([[1,0],[0,1]])}

结果是AttributeError: 'MatPow' object has no attribute 'as_base_exp'。只要

，这似乎很奇怪

aa,bb = sp.Matrix([[0,1],[1,0]]), sp.Matrix([[1,0],[0,1]])
aa*bb**2

按预期工作。

在同意中进行此类计算的正确方法是什么？

Answer 1

sympify会将x1和x2转换为符号，但要实现这一点，他们需要成为MatrixSymbols，例如

x1 = MatrixSymbol('x1', 2, 2)
x2 = MatrixSymbol('x2', 2, 2)
(x1*x2**2).subs({x1: Matrix([[0,1],[1,0]]), x2: Matrix([[1,0],[0,1]])})

默认情况下，这是未评估的，但您可以使用.doit对其进行评估，例如

(x1*x2**2).subs({x1: Matrix([[0,1],[1,0]]), x2: Matrix([[1,0],[0,1]])}).doit()