Numpy Determinant

Dzisiaj poznamy podstaw determinanta matrycy i sposobu korzystania z tej funkcji w Python Advanced Library, Numpy.

Najpierw zrozummy koncepcję determinantów. Determinant jest unikalną liczbą, którą otrzymujemy po obliczeniu matrycy. Aby obliczyć wyznacznik macierzy, musimy mieć kwadrat macierzy, co oznacza równą liczbę wierszy i równą liczbę kolumn w matrycy. Na przykład macierz 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5 i tak dalej.

Po zrozumieniu pojęcia determinanta matrycy, łatwo jest nam zrozumieć, jak korzystać z tej koncepcji w języku programowania Python-Numpy . Aby obliczyć wartości numeryczne w Pythonie, istnieje zaawansowana biblioteka Pythona, która jest Numpy. Aby obliczyć wyznacznik matrycy, używamy Linalga.funkcja det (). „Linalg” oznacza algebrę liniową, a „det” oznacza wyznacznik.

Składnia

Zobaczmy, jak zaimplementować i napisać funkcję determinant Numpy. Po pierwsze, musimy dołączyć Numpy Library of Python. Następnie łączymy „.„Algebra liniowa„ Linalg ”, ponieważ zajmujemy się matrycą (którą piszemy w formie tablicy). Następnie używamy konkatenacji „.„Ponownie, aby połączyć funkcję determinantów„ Det () ”. Następnie przekazujemy w nim parametr „tablica”.

Parametry

W tej funkcji mamy tylko 1 parametr, który przekazujemy podczas wywołania funkcji.

szyk: Tablica wejściowa/macierz, z której chcemy obliczyć determinant.

Wartość zwracana

Wartość zwracana tablicy jest unikalną liczbą, którą otrzymujemy po zastosowaniu funkcji Numpy Det ().

Przykład 1: Determinant macierzy kwadratowej

Zacznijmy wdrażać nasz pierwszy przykład, w którym mamy macierz kwadratową (2 × 2) i musimy znaleźć wyznacznik tej macierzy.

Aby rozpocząć pisanie kodu, musimy najpierw zaimportować bibliotekę Python, która jest Numpy. Pakiet Numpy służy do wykonywania operacji numerycznych i logicznych. Tutaj obliczamy wyznacznik kwadratowej macierzy, dlatego używamy pakietu Numpy Python.

W trzecim wierszu kodu wyświetlamy wiadomość „Aby obliczyć wyznacznik tablicy”. Ta wiadomość mówi użytkownikowi, co zamierzamy zrobić w tym programie. Następnie tworzymy tablicę wejściową. Podczas tworzenia tablicy wejściowej miej w pamięci, że musimy wziąć taką samą liczbę wierszy i kolumn, aby znaleźć wyznacznik. W tym przykładzie mamy 2 wiersze i 2 kolumny, co oznacza macierz kwadratową. Następnie drukujemy tablicę, wywołując metodę print (). Metoda print () to wstępnie zdefiniowana metoda, której używamy do wyświetlania tablicy i wiadomości.

importować Numpy jako NP
wydrukuj („Aby obliczyć wyznacznik tablicy: \ n”)
array = np.tablica ([[72, 43], [22, 68]])
Drukuj („Matryca kwadratowa to: \ n”, tablica)
det = np.Linalg.Det (tablica)
print ("\ n | tablica | =", det)
Drukuj („\ nafter zaokrąglanie odpowiedzi \ n | tablica | =”, int (det))

Po utworzeniu tablicy nazywamy funkcją wyznacznika. Po pierwsze, piszemy „NP”, który jest aliasem Numpy. Następnie jest „Linalg”, który pokazuje, że jest to algebra liniowa, ponieważ algebra liniowa zajmuje się matrycą. Następnie używamy funkcji determinantowej, która jest det (). Jak widać, w wywołaniu funkcji znajduje się kropka, co oznacza, że ​​połączyliśmy bibliotekę Numpy, algebrę liniową i determinant. Następnie przekazujemy parametr „tablica” w wywołaniu funkcji det ().

Po wywołaniu funkcji det () przechowujemy funkcję w innej nowej tablicy, która jest det, ponieważ kiedy chcemy wywołać tę funkcję ponownie, nie musimy pisać funkcji det (). Po prostu wywołujemy tę funkcję za pomocą nowej nazwy tablicy. Następnie wyświetlamy tablicę, wywołując metodę print () i przekazując tablicę „det” w metodzie print ().

Teraz spójrzmy na wyjście tej ilustracji. Jak widać, otrzymaliśmy pożądane wyjście, ale otrzymujemy odpowiedź w dziesiętnym. Aby uzyskać wyjście w liczbie całkowitej, używamy funkcji int () i przekazujemy w niej nazwę tablicy „det”.

Oto suchy przebieg wcześniej wyjaśnionego przykładu:

Przykład 2: Determinant macierzy 3 × 3

Przejdźmy do drugiego przykładu funkcji Det (). W tym przykładzie obliczamy wyznacznik macierzy 3 × 3. Aby rozpocząć wdrażanie naszego kodu, musimy najpierw zaimportować moduł Pythona, który jest Numpy jako NP, który jest aliasem pakietu Numpy. Następnie wywołujemy metodę print () i przekazujemy komunikat „Aby obliczyć wyznacznik macierzy 3 × 3”. Ta wiadomość jest opcjonalna, napisaliśmy to tylko, aby pokazać użytkownikowi, co zamierzamy zrobić.

Następnie tworzymy macierz tablicy wejściowej, która musi mieć taką samą liczbę wierszy i kolumn. Tutaj mamy matrycę macierzy 3 × 3. Po utworzeniu macierzy tablicy wejściowej drukujemy macierz tablicy, wywołując metodę print () i przekazując w niej nazwę macierzy tablicy. Po utworzeniu macierzy tablicy wywołujemy funkcję det (). Metodą wywoływania funkcji det () jest najpierw pisanie pseudonimu Numpy NP, a następnie pisanie algebry liniowej „Linalg”, a następnie funkcji det (). Następnie łączymy je za pomocą konkatenacji „.”, A następnie przekaż do niego parametr„ tablica ”.

Następnie przechowujemy funkcję całego det () w innej tablicy. W ten sposób nie musimy ponownie pisać tej funkcji. Po prostu wywołujemy funkcję det () za pomocą nazwy tablicy „Det”. A następnie wydrukuj nową tablicę metodą print (). Na końcu kodu używamy metody int (. Dlatego używamy metody int (.

importować Numpy jako NP
wydrukuj („Aby obliczyć wyznacznik macierzy 3x3: \ n”)
array = np.tablica ([[6, 5, 9], [7, 2, 1], [10, 5, 1]))
Drukuj („Matryca 3x3 to: \ n”, tablica)
det = np.Linalg.Det (tablica)
print ("\ n | macierz | =", det)
Drukuj („\ nafter zaokrąglanie odpowiedzi: \ n | macierz | =”, int (det))

Zobaczmy, co otrzymamy z poprzedniego wiersza kodu. Tutaj mamy pożądaną moc wyjściową macierzy 3 × 3, która wynosi 132.00. Ale chcemy odpowiedzi w liczbie całkowitych, więc użyliśmy metody int () i otrzymaliśmy 132.

Wniosek

W tym artykule dowiedzieliśmy się o determinantach i tym, jak używać wyznacznika w języku programowania Python-Numpy. Dowiedzieliśmy się również, dlaczego „Linalg” z funkcją Det (). Rozwiązaliśmy wiele przykładów funkcji det (), które są macierzą 2 × 2 i macierzą 3 × 3 ze szczegółowym wyjaśnieniem każdego wiersza kodu.