Puedes utilizar una expresión regular para "partir" tu inecuación doble en dos inecuaciones separadas, así (explicaciones después):
import re
ineq = "20 < 3*x + 5 < 26"
partes = re.split(r"([<>]=?)", ineq)
eq1= "".join(partes[:3])
eq2 = "".join(partes[-3:])
print(eq1)
print(eq2)
Como ves el truco es la expresión regular ([<>]=?)
que significa lo siguiente:
- Los paréntesis, que vamos a crear un grupo de captura. Eso causará que
re.split()
además de retornar los "trozos" resultantes, también retorne los "separadores" entre trozos (que son los signos de desigualdad de las inecuaciones)
- Los corchetes
[<>]
que puede aparecer cualquiera de los dos signos <
o >
- El igual con interrogante
=?
que puede aparecer opcionalmente un signo igual (para que admita como separador >=
y <=
)
El resultado de re.split()
va a ser una lista con cinco trozos, siempre que tu cadena de entrada tenga un par de comparadores de desigualdad. El primer trozo sería en este ejemplo el "20 "
. El siguiente trozo sería el primer separador ("<"
en el ejemplo) el siguiente trozo sería en este caso " 3*x +5". El siguiente sería el segundo separador, de nuevo
"<"en este ejemplo, y el cuarto y último trozo sería el
"26"`.
Los siguientes .join()
reúnen los trozos adecuados para formar dos expresiones (inecuaciones). Uno con los tres primeros trozos, otro con los tres últimos. El resultado en eq1
y eq2
es:
20 < 3*x + 5
3*x + 5 < 26
Una vez lo tenemos separado de esta forma, se puede usar sympy
para que resuelva las dos inecuaciones, por ejemplo así:
from sympy import solve, S
ineq = [S(eq) for eq in (eq1, eq2)]
intervals = solve(ineq, domain=S.Reals)
La solución hallada por sympy es una operación And entre dos intervalos y lo muestra así:
(5 < x) & (x < 7)
Si quieres reducirlo a "un solo intervalo" (que en este ejemplo sería (5,7)
) de modo que puedas graficarlo con la técnica explicada en esta otra respuesta se podría calcular la intersección de esos dos intervalos con el intervalo (-infinito, +infinito)
, por ejemplo así:
from sympy import Interval, solveset
solucion = Interval(float("-inf"), float("+inf"))
for interval in intervals.args:
interval = solveset(interval, domain=S.Reals)
solucion &= interval
Como ves comenzamos por crear el intervalo infinito, y luego iteramos por intervals.args
(que son cada una de las desigualdades antes obtenidas con solve()
), para volver a resolver las inecuaciones que plantea cada uno de ellos y así tener intervalos cuya intersección con solucion
calculamos con el operador &=
.
El resultado en solucion
es un intervalo, concretamente (5, 7)
en este caso, que ya puedes plotear con la solución antes mencionada.
Nota: Esta solución no es del todo general, dependiendo de la inecuación de entrada puede ser que al final no puedas obtener un solo intervalo-solución, sino dos si solve()
genera dos desigualdades disjuntas.
20 < 3x + 5 < 26
en dos:20 < 3x + 5
y3x + 5 < 26
?reduce_rational_inequalities([[20 < 3*x + 5]], x)
yreduce_rational_inequalities([[3*x + 5 < 26]], x)
, pero la idea como tal es tomarla desde una sola inecuación