Я работаю над данными, которые включают вычисления с очень большими числами, и столкнулся с проблемой числового переполнения и построения графиков. Проблема возникает, когда я увеличиваю значение параметра 𝑁 (в начале кода).
Например, при 𝑁=5 мой код работает идеально, без каких-либо ошибок, и кривая генерируется. Однако по мере того, как я постепенно увеличиваю 𝑁, части построенной кривой начинают исчезать. К тому времени, когда 𝑁 достигает 20, кривая полностью исчезает. проблема в том, что мне следует использовать значения для N=1000 или 2000.
возникает следующая ошибка RuntimeWarning: в double_scalars обнаружено переполнение,
Вот код Python:
import numpy as np
import cmath
import math
from math import e
import matplotlib.pyplot as plt
import mpmath
from scipy.special import gamma, factorial
import scipy.special as sc
N = 5 # VARIABLE OF INTEREST (SHOULD BE INCREASED)
g1, g2= 1.31928e-06, 4.947323e-07
H, ms = 1/6, 6
x_axis_points = np.arange(0, 40, 1)
E1 = 10.0 ** ((x_axis_points-30) / 10.0)/1e-11
y_axis_points = []
for QS in E1:
A, B = N * 0.979405**2, N * 0.07986762
w= (B/A)**2*(A**2/B)*(A**2/B+1)
r= (B/A)**4*(A**2/B)*(A**2/B+1)*(A**2/B+2)*(A**2/B+3)
f= w**2/ (r-w**2)
c= g2**2 * QS*(r-w**2)/w
BB=H *QS * g1**2
L1, L2= 1/BB, 1/c
################### THE PROBLEM APPEARS IN THE COMMING LINES
#(GIVES INFINITY WHEN INCREASING N) ##############
cons1= L1**(N*ms)/ sc.gamma(N*ms)
cons2= L2**(f)/ sc.gamma(f )
sup3_num= L2**(f)*sc.gamma(N*ms+1 + f)
sup3_den= (N*ms+1)*( L2 + L1)**( N*ms+1 +f)
sup3=mpmath.hyp2f1(1, N*ms+1 + f, N*ms+1+1, L1/(L1+L2))
sup4_num= L1**(N*ms)*sc.gamma(f+1 + N*ms)
sup4_den= (f+1)*( L2 + L1)**( f+1 +N*ms)
sup4=mpmath.hyp2f1(1, f+1 + N*ms, f+1+1, L2/(L1+L2))
Z1= cons1* sup3_num/sup3_den * sup3/ sc.gamma(f)
Z2= cons2* sup4_num/sup4_den * sup4/ sc.gamma(N*ms)
y = math.log2(1+ Z1+Z2 )
y_axis_points.append((y))
plt.plot(x_axis_points, y_axis_points, linewidth='2.5', color='blue')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.grid()
plt.xlim([0, 40])
plt.ylim([0 , 3 ])
plt.show()
Я предполагаю, что строки, начинающиеся с ################### THE PROBLEM APPEARS ...
до y_axis_points.append((y))
включительно, должны быть с отступом (чтобы они были частью цикла for
), иначе произойдет ошибка, о которой упомянул @JérômeRichard.
Спасибо за замечания, уже исправлено
Учитывая, что вам нужно обрабатывать числа, превышающие максимально возможное число с плавающей запятой, я бы предложил использовать mpmath для большей части этих вычислений.
Пример:
import numpy as np
import cmath
import math
from math import e
import matplotlib.pyplot as plt
import mpmath
from scipy.special import gamma, factorial
import scipy.special as sc
N = 2000 # VARIABLE OF INTEREST (SHOULD BE INCREASED)
g1, g2= 1.31928e-06, 4.947323e-07
H, ms = 1/6, 6
x_axis_points = np.arange(0, 40, 1)
E1 = 10.0 ** ((x_axis_points-30) / 10.0)/1e-11
y_axis_points = []
for QS in E1:
A, B = N * 0.979405**2, N * 0.07986762
w= (B/A)**2*(A**2/B)*(A**2/B+1)
r= (B/A)**4*(A**2/B)*(A**2/B+1)*(A**2/B+2)*(A**2/B+3)
f= w**2/ (r-w**2)
c= g2**2 * QS*(r-w**2)/w
BB=H *QS * g1**2
L1, L2= 1/BB, 1/c
################### THE PROBLEM APPEARS IN THE COMMING LINES
#(GIVES INFINITY WHEN INCREASING N) ##############
cons1= mpmath.power(L1, (N*ms))/ mpmath.gamma(N*ms)
cons2= mpmath.power(L2, (f))/ mpmath.gamma(f)
sup3_num= mpmath.power(L2, (f))*mpmath.gamma(N*ms+1 + f)
sup3_den= (N*ms+1)*mpmath.power(( L2 + L1), ( N*ms+1 +f))
sup3=mpmath.hyp2f1(1, N*ms+1 + f, N*ms+1+1, L1/(L1+L2))
sup4_num= mpmath.power(L1, (N*ms))*mpmath.gamma(f+1 + N*ms)
sup4_den= (f+1)*mpmath.power(( L2 + L1), ( f+1 +N*ms))
sup4=mpmath.hyp2f1(1, f+1 + N*ms, f+1+1, L2/(L1+L2))
Z1= cons1* sup3_num / sup3_den * sup3 / mpmath.gamma(f)
Z2= cons2* sup4_num / sup4_den * sup4 / mpmath.gamma(N*ms)
y = mpmath.log1p(Z1 + Z2) / mpmath.log(2)
y_axis_points.append(float(y))
plt.plot(x_axis_points, y_axis_points, linewidth='2.5', color='blue')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.grid()
plt.xlim([0, 40])
# plt.ylim([0 , 3 ])
plt.show()
Код не воспроизводим: посередине есть комментарий, который не прокомментирован, и когда мы это исправим, появится еще одна ошибка:
ValueError: x and y must have same first dimension, but have shapes (40,) and (1,)
. Можете ли вы сначала сделать этот код воспроизводимым?