Python同情方程到矩陣

Question

我試圖將4個方程轉換成矩陣形式，但輸出中的第4行是不正確的 。 任何幫助，將不勝感激：

from sympy import linear_eq_to_matrix, symbols, simplify, sin, cos, Eq, pprint

A, B, C, D, z, L, k = symbols('A, B, C, D, z, L, k')

fnc = A + B*z + C*sin(k*z) + D*cos(k*z)

bc1 = Eq(0, fnc.subs(z,0))
bc2 = Eq(0, fnc.subs(z,L))
bc3 = Eq(0, fnc.diff(z,2).subs(z,0))
bc4 = Eq(0, fnc.diff(z,2).subs(z,L))

a, b = linear_eq_to_matrix([bc1, bc2, bc3, bc4], [A, B, C, D])

pprint(bc1)
pprint(bc2)
pprint(bc3)
pprint(bc4)

pprint(a)

我得到以下輸出：

預期產量：

Answer 1

看來，如果您在將系統轉換為矩陣形式之前使用以下代碼行擴展bc4 ，則會得到正確的結果：

bc4 = sympy.expand(Eq(0, fnc.diff(z,2).subs(z,L)))

如果其余代碼保持不變，則會產生以下輸出：

0 = A + D
0 = A + B⋅L + C⋅sin(L⋅k) + D⋅cos(L⋅k)
        2
0 = -D⋅k 
         2               2         
0 = - C⋅k ⋅sin(L⋅k) - D⋅k ⋅cos(L⋅k)
⎡-1  0        0           -1     ⎤
⎢                                ⎥
⎢-1  -L   -sin(L⋅k)    -cos(L⋅k) ⎥
⎢                                ⎥
⎢                          2     ⎥
⎢0   0        0           k      ⎥
⎢                                ⎥
⎢         2            2         ⎥
⎣0   0   k ⋅sin(L⋅k)  k ⋅cos(L⋅k)⎦