Аннотация

Python представляет собой интерпретируемый объектно-ориентированный язык и интерактивную среду для разработки программ. С его помощью можно разрабатывать приложения с графическим интерфейсом, работать с базами данных, создавать Wеb-сайты и делать многое другое. Язык программирования Python обладает ясным и понятным синтаксисом и хорош для программирования математических вычислений. В некотором смысле Python это мощный калькулятор. Даже если вы только поверхностно с ним знакомы, вы можете использовать его для выполнения невероятных вещей. Python реализован практически во всех операционных системах, и большинство его модулей распространяется бесплатно. В этом пособии мы бегло познакомимся с основными конструкциями языка и наиболее часто используемыми функциями из стандартной библиотеки.
Мы не будем пытаться охватить всѐ – недостающие факты вы легко найдете в справочной документации. Основное внимание будет уделено рассмотрению пакетов, используемых в научных вычислениях – numpy, scipy, matplotlib и sympy. В них реализованы классические численные алгоритмы решения уравнений, задач линейной алгебры, вычисления определенных интегралов, аппроксимации, решения дифференциальных уравнений и их систем. Пакет matplotlib обладают хорошо развитыми возможностями визуализации двумерных и трехмерных данных. Основой пакетов NumPy и SciPy являются численные расчеты, но и символьные вычисления, основанные на библиотеке SymPy, Python умеет делать хорошо. Решение уравнений и систем, интегрирование и дифференцирование, вычисление пределов, разложение в ряд и суммирование рядов, поиск решения дифференциальных уравнений и систем, упрощение выражений – вот далеко не полный перечень «аналитических» возможностей пакета sympy. Пособие предназначено в первую очередь для знакомства с математическими возможностями Python. Читайте текст и выполняйте примеры. Во многих случаях все пояснения дает сам код решения задачи. Надеемся, что по окончании выполнения последнего примера вы начнете применять Scientific Python для решения ваших задач.
Большая часть, изложенного в пособии материала, доступна студентам младших курсов физико–математических факультетов университетов, а также студентам технических вузов, прослушавшим курс высшей математики.
Сложности могут возникнуть только при чтении параграфов, содержащих решение прикладных задач, поскольку они предполагают некоторое знакомство с соответствующими областями знаний.