Python線性代數中矩陣的n次冪


在Python的線性代數中,使用numpy.linalg.matrix_power()函式可以計算方陣的n次冪。對於正整數n,冪透過重複的矩陣平方和矩陣乘法計算。如果n == 0,則返回與M形狀相同的單位矩陣。如果n < 0,則計算逆矩陣,然後將其提升到abs(n)次冪。

返回值與M的形狀和型別相同;如果指數為正或零,則元素的型別與M的元素型別相同。如果指數為負,則元素為浮點數。第一個引數a是要“冪次”的矩陣。第二個引數n是指數,可以是任何整數或長整數,正數、負數或零。

步驟

首先,匯入所需的庫:

import numpy as np
from numpy.linalg import matrix_power

建立一個二維陣列,作為虛數單位的矩陣等價物:

arr = np.array([[0, 1], [-1, 0]])

顯示陣列:

print("Our Array...\n",arr)

檢查維度:

print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

獲取資料型別:

print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

獲取形狀:

print("\nShape of our Array object...\n",arr.shape)

在Python線性代數中,使用numpy.linalg.matrix_power()函式可以計算方陣的n次冪。對於正整數n,冪透過重複的矩陣平方和矩陣乘法計算。如果n == 0,則返回與M形狀相同的單位矩陣。如果n < 0,則計算逆矩陣,然後將其提升到abs(n)次冪:

print("\nResult...\n",matrix_power(arr, 0))

示例

import numpy as np
from numpy.linalg import matrix_power

# Create a 2D array, matrix equivalent of the imaginary unit
arr = np.array([[0, 1], [-1, 0]])

# Display the array
print("Our Array...\n",arr)

# Check the Dimensions
print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

# Get the Datatype
print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

# Get the Shape
print("\nShape of our Array object...\n",arr.shape)

# To raise a square matrix to the power n in Linear Algebra, use the numpy.linalg.matrix_power() in Python
print("\nResult...\n",matrix_power(arr, 0))

輸出

Our Array...
[[ 0 1]
[-1 0]]

Dimensions of our Array...
2

Datatype of our Array object...
int64

Shape of our Array object...
(2, 2)

Result...
[[1 0]
[0 1]]

更新於:2022年3月2日

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