Matrixberechnung und lineare Gleichungen: Lineare Algebra in Python <3>

Lineare Algebra

Die lineare Algebra, die Sie auf jeden Fall an einer naturwissenschaftlichen Universität lernen werden, ist leicht verständlich und logisch zusammengefasst. Ich habe es übrigens in Python implementiert. Gelegentlich kann es in Julia implementiert werden. .. .. ・ Lerne mit Python! Neues Mathematiklehrbuch - Grundkenntnisse für maschinelles Lernen und tiefes Lernen erforderlich - ・ Weltstandard MIT Lehrbuch Strang lineare Algebra Einführung Verstehen Sie die lineare Algebra basierend auf und implementieren Sie sie in Python.

Umgebung

・ Jupyter-Notizbuch ・ Sprache: Python3, Julia 1.4.0

Warteschlange

Lassen Sie uns den Prozess etwas tiefer ansprechen. im Grunde genommen

A x = b

Der Standard ist es, es zu formen

Über die Prozession

Die Matrix hat *** Zeilen *** und *** Spalten ***. ・ Die Reihen sind nebeneinander angeordnet ・ Auf dem Schild aufgereiht bis jetzt, Was wir als u = (1, 2, 3) ausgedrückt haben, ist ein Spaltenvektor. *** Zeilenvektor: u = [1, 2, 3] *** *** Spaltenvektor: u = (1, 2, 3) ***

Und. Ursprünglich sollte es wie folgt geschrieben werden.

u =
\begin{bmatrix}
1 \\
2 \\
3
\end{bmatrix}

Dieser Artikel ist jedoch aufgrund der Abschriftenmethode ärgerlich, daher werde ich ihn wie zuvor schreiben.

Lineare Gleichungen und Vektoren

ex) Über simultane Gleichungen

\begin{matrix}
 x - 2y =  1 \\
3x + 2y = 11
\end{matrix}

Wird als Spaltenvektor betrachtet. (= Lineares Denken) Der Vorteil linearer Gleichungen besteht darin, dass ein negativer Befehl durch eine Formel ausgedrückt werden kann. Kann wie folgt transformiert werden:

x
\begin{bmatrix}
1 \\
3
\end{bmatrix}
+
y
\begin{bmatrix}
-2 \\
2
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 \\
11
\end{bmatrix}

In diesem Moment,

u =
\begin{bmatrix}
1 \\
3
\end{bmatrix}
,
v = 
\begin{bmatrix}
-2 \\
2
\end{bmatrix}
,
b = 
\begin{bmatrix}
1 \\
11
\end{bmatrix}

Ich kann es schaffen Dies kann in der Form von Ax = b wie folgt geschrieben werden, wenn u und v zusammen als A bezeichnet werden.

Ax =
\begin{bmatrix}
1 & -2\\
3 & 2
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
x\\
y
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 \\
11
\end{bmatrix}
= b

Wird sein. Bei dieser linearen Gleichung müssen wir die anwendbaren x und y berücksichtigen. Aus analytischer Sicht zeigt es übrigens die Schnittpunkte von Geraden.

Matrixberechnung (Programm)

a =
\begin{bmatrix}
0 & 1 & 2 \\
1 & 2 & 3
\end{bmatrix}
,
b =
\begin{bmatrix}
2 & 1 \\
2 & 1\\
2 & 1
\end{bmatrix}

Und. Berechnen Sie die Matrix.

Python-Code

import numpy as np

a =  ([[0, 1 ,2],
       [1, 2, 3]])
b = ([[2, 1],
      [2, 1],
      [2, 1]])
print(np.dot(a, b))

#=>[[ 6  3]
#   [12  6]]

Julia Code

using LinearAlgebra
a = [0 1 2; 1 2 3]
b = [2 1; 2 1; 2 1]
a*b

#=>2×2 Array{Int64,2}:
#   6  3
#  12  6

Im vorherigen Kommentar gab es etwas über das "LinearAlgebra" -Modul, also habe ich diesmal versucht, es einfacher zu machen. Wenn Sie den Mechanismus des Inhalts rationalisieren möchten, verzichten Sie bitte auf ein Modul. Es kann sinnvoll sein, ein Modul zur Berechnung der Anpassung zu verwenden.

Recommended Posts

Matrixberechnung und lineare Gleichungen: Lineare Algebra in Python <3>
Einheitsmatrix und inverse Matrix: Lineare Algebra in Python <4>
Echte Werte und Eigenvektoren: Lineare Algebra in Python <7>
Inneres Produkt und Vektor: Lineare Algebra in Python <2>
Erste Computerphysik: Quantenmechanik und lineare Algebra mit Python.
Erfassen Sie lineare Algebra-Bilder mit Python (Translokation, inverse Matrix, Produkt von Matrizen)
Suchen und überprüfen Sie die inverse Matrix in Python
Einführung in Vektoren: Lineare Algebra in Python <1>
Lineare Suche in Python
"Lineare Regression" und "Probabilistische Version der linearen Regression" in Python "Bayes lineare Regression"
Finden Sie die Hermite-Matrix und ihre eindeutigen Werte in Python
Einführung in die lineare Algebra mit Python: A = LU-Zerlegung
Matrixprodukt in Python numpy
Transmutationsmatrix im Python-Standard
Stapel und Warteschlange in Python
Unittest und CI in Python
Pakete, die MIDI mit Python Midi und Pretty_Midi verarbeiten
Unterschied zwischen list () und [] in Python
Zeigen Sie Fotos in Python und HTML an
Sortieralgorithmus und Implementierung in Python
Bearbeiten Sie Dateien und Ordner in Python
Über Python und Cython dtype
Zuweisungen und Änderungen in Python-Objekten
Überprüfen und verschieben Sie das Verzeichnis in Python
Verschlüsselung mit Python: IND-CCA2 und RSA-OAEP
Hashing von Daten in R und Python
Funktionssynthese und Anwendung in Python
Exportieren und Ausgeben von Dateien in Python
Reverse Flat Pseudonym und Katakana in Python2.7
[GUI in Python] PyQt5-Menü und Symbolleiste-
Lösen Sie normale Differentialgleichungen in Python
Erstellen und lesen Sie Messagepacks in Python
[Python3] Speichern Sie die Mittelwert- und Kovarianzmatrix in json mit Pandas
Überlappende reguläre Ausdrücke in Python und Java
Unterschied in der Authentizität zwischen Python und JavaScript
Hinweise zur Verwendung von cChardet und python3-chardet in Python 3.3.1.
Module und Pakete in Python sind "Namespaces"
Vermeiden Sie verschachtelte Schleifen in PHP und Python
Lineare Regression in Python (Statmodelle, Scikit-Learn, PyMC3)
Unterschiede zwischen Ruby und Python im Umfang
AM-Modulation und Demodulation mit Python Part 2
Unterschied zwischen Anweisungen (Anweisungen) und Ausdrücken (Ausdrücken) in Python
Warteschlangen- und Python-Implementierungsmodul "deque"
Gefaltetes Liniendiagramm und Skalierungslinie in Python
Online lineare Regression in Python (Robuste Schätzung)
Implementieren Sie den FIR-Filter in Python und C.
Überprüfen und empfangen Sie die serielle Schnittstelle in Python (Portprüfung)
Suchen und spielen Sie YouTube-Videos mit Python
Unterschied zwischen @classmethod und @staticmethod in Python
Unterschied zwischen Anhängen und + = in der Python-Liste
Unterschied zwischen nicht lokal und global in Python
Schreiben Sie die O_SYNC-Datei in C und Python
Umgang mit "Jahren und Monaten" in Python
[Python] Region Covariance: Verteilte Covarianzmatrix und Computer Vision
Lesen und schreiben Sie JSON-Dateien mit Python
Zeichnen Sie Daten einfach in Shell und Python
Private Methoden und Felder in Python [Verschlüsselung]
Finden Sie die allgemeinen Begriffe der Tribonacci-Sequenz in linearer Algebra und Python
Rufen Sie sudo in Python auf und füllen Sie das Passwort automatisch aus