吴裕雄--天生自然Numpy库学习笔记:NumPy 线性代数

import numpy.matlib
import numpy as np
 
a = np.array([[1,2],[3,4]])
b = np.array([[11,12],[13,14]])
print(np.dot(a,b))
numpy.vdot() 函数是两个向量的点积。 如果第一个参数是复数,那么它的共轭复数会用于计算。 如果参数是多维数组,它会被展开。
import numpy as np 
 
a = np.array([[1,2],[3,4]]) 
b = np.array([[11,12],[13,14]]) 
 
# vdot 将数组展开计算内积
print (np.vdot(a,b))
计算式为:
1*11 + 2*12 + 3*13 + 4*14 = 130
numpy.inner() 函数返回一维数组的向量内积。对于更高的维度,它返回最后一个轴上的和的乘积。
import numpy as np 
 
print (np.inner(np.array([1,2,3]),np.array([0,1,0])))
# 等价于 1*0+2*1+3*0
import numpy as np 
a = np.array([[1,2], [3,4]]) 
 
print ('数组 a:')
print (a)
b = np.array([[11, 12], [13, 14]]) 
 
print ('数组 b:')
print (b)
 
print ('内积:')
print (np.inner(a,b))
内积计算式为:
1*11+2*12, 1*13+2*14 
3*11+4*12, 3*13+4*14
numpy.matmul 函数返回两个数组的矩阵乘积。 虽然它返回二维数组的正常乘积,但如果任一参数的维数大于2,则将其视为存在于最后两个索引的矩阵的栈,并进行相应广播。
另一方面,如果任一参数是一维数组,则通过在其维度上附加 1 来将其提升为矩阵,并在乘法之后被去除。
对于二维数组,它就是矩阵乘法:
import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
a = [[1,0],[0,1]] 
b = [[4,1],[2,2]] 
print (np.matmul(a,b))
二维和一维运算:
import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
a = [[1,0],[0,1]] 
b = [1,2] 
print (np.matmul(a,b))
print (np.matmul(b,a))
维度大于二的数组 :
import numpy.matlib 
import numpy as np 
 
a = np.arange(8).reshape(2,2,2) 
b = np.arange(4).reshape(2,2) 
print (np.matmul(a,b))
numpy.linalg.det() 函数计算输入矩阵的行列式。
行列式在线性代数中是非常有用的值。 它从方阵的对角元素计算。 对于 2×2 矩阵,它是左上和右下元素的乘积与其他两个的乘积的差。
换句话说,对于矩阵[[a,b],[c,d]],行列式计算为 ad-bc。 较大的方阵被认为是 2×2 矩阵的组合。
import numpy as np
a = np.array([[1,2], [3,4]]) 
 
print (np.linalg.det(a))
import numpy as np
 
b = np.array([[6,1,1], [4, -2, 5], [2,8,7]]) 
print (b)
print (np.linalg.det(b))
print (6*(-2*7 - 5*8) - 1*(4*7 - 5*2) + 1*(4*8 - -2*2))
numpy.linalg.solve() 函数给出了矩阵形式的线性方程的解。
考虑以下线性方程:
x + y + z = 6
2y + 5z = -4
2x + 5y - z = 27
可以使用矩阵表示为:

numpy.linalg.inv() 函数计算矩阵的乘法逆矩阵。
逆矩阵(inverse matrix):设A是数域上的一个n阶矩阵,若在相同数域上存在另一个n阶矩阵B,使得: AB=BA=E ,则我们称B是A的逆矩阵,而A则被称为可逆矩阵。注:E为单位矩阵。
import numpy as np 
 
x = np.array([[1,2],[3,4]]) 
y = np.linalg.inv(x) 
print (x)
print (y)
print (np.dot(x,y))
现在创建一个矩阵A的逆矩阵:
import numpy as np 
 
a = np.array([[1,1,1],[0,2,5],[2,5,-1]]) 
 
print ('数组 a:')
print (a)
ainv = np.linalg.inv(a) 
 
print ('a 的逆:')
print (ainv)
 
print ('矩阵 b:')
b = np.array([[6],[-4],[27]]) 
print (b)
 
print ('计算:A^(-1)B:')
x = np.linalg.solve(a,b) 
print (x)
# 这就是线性方向 x = 5, y = 3, z = -2 的解
结果也可以使用以下函数获取:
x = np.dot(ainv,b)
原文地址:https://www.cnblogs.com/tszr/p/12230531.html