Sympy矩阵计算结果绘图触发AssertionError报错如何解决

• sympy.plot的入参要求第一个位置传入未计算的符号表达式，第二个位置传入(符号变量, 取值下限, 取值上限)的三元组，你当前的写法参数顺序错误，且提前对符号变量做了替换，不符合入参规范。
• 执行M2[0].subs(l, base)时，你直接把符号l替换成了长度为10000的numpy数组，返回结果是numpy数组而非sympy要求的Expr类型，触发了参数类型断言校验报错。
• 额外注意：矩阵运算得到的M2[0]是复数，直接绘图需要先取模值、实部或者虚部，否则会出现维度不匹配或渲染警告。

有两种常用修复方式，可根据需求选择：

方式1：直接使用sympy.plot绘图 #

不需要提前生成采样数组base，直接传入符号表达式和变量范围即可：

# 这里取r的模值绘图，要画实部可把sympy.Abs替换为sympy.re
sympy.plot(sympy.Abs(M2[0]), (l, 0, 10), xlabel='l', ylabel='r的模值')

方式2：转成numpy函数后用matplotlib绘图 #

适合需要自定义绘图样式、后续要用到数值结果的场景：

# 将sympy表达式转换为支持numpy数组输入的向量化函数
f_r = sympy.lambdify(l, sympy.Abs(M2[0]), 'numpy')
# 批量计算所有采样点的r值
r_vals = f_r(base)
# 调用matplotlib绘图
plt.plot(base, r_vals)
plt.xlabel('l')
plt.ylabel('r的模值')
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tom W