Numpy Determinante

Heute lernen wir die Grundlagen der Determinanten einer Matrix und die Verwendung dieser Funktion in der Python Advanced Library, Numpy, lernen.

Lassen Sie uns zunächst das Konzept der Determinanten verstehen. Die Determinante ist die eindeutige Zahl, die wir nach der Berechnung einer Matrix erhalten. Um die Determinante einer Matrix zu berechnen, müssen wir ein Quadrat einer Matrix haben, was eine gleiche Anzahl von Zeilen und die gleiche Anzahl von Spalten in einer Matrix bedeutet. Zum Beispiel die Matrix von 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5 und so weiter.

Nachdem wir das Konzept der Determinanten einer Matrix verstanden haben, ist es für uns leicht zu verstehen, wie dieses Konzept in einer Python-Numpy-Programmiersprache verwendet wird . Um die numerischen Werte in Python zu berechnen, gibt es eine fortschrittliche Bibliothek von Python, die Numpy ist. Um die Determinante der Matrix zu berechnen, verwenden wir den Linalg.det () Funktion. Der „Linalg“ bedeutet lineare Algebra und „det“ bedeutet Determinante.

Syntax

Lassen Sie uns sehen, wie die Numpy Determinant -Funktion implementiert und schreiben kann. Zunächst müssen wir die Numpy Library of Python einbeziehen. Dann verkettet wir "."Die lineare Algebra" Linalg ", weil wir uns mit der Matrix befassen (die wir in Form des Arrays schreiben). Dann verwenden wir die Verkettung “."Wiederum die Determinantenfunktion" det () "verkettet". Dann übergeben wir den Parameter "Array" darin.

Parameter

In dieser Funktion haben wir nur einen Parameter, den wir während des Funktionsaufrufs übergeben haben.

Array: Das Eingangsarray/die Matrix, aus dem wir die Determinante berechnen möchten.

Rückgabewert

Der Rückgabewert des Arrays ist die eindeutige Zahl, die wir nach der Anwendung der Funktion numpy det () erhalten.

Beispiel 1: Bestimmung der Quadratmatrix

Lassen Sie uns unser erstes Beispiel implementieren, in dem wir eine quadratische (2 × 2) Matrix haben, und wir müssen die Determinante dieser Matrix finden.

Um den Code zu schreiben, müssen wir zuerst die Bibliothek von Python importieren, die Numpy ist. Das Numpy -Paket wird verwendet, um die numerischen und logischen Operationen auszuführen. Hier berechnen wir die Determinante der Quadratmatrix. Deshalb verwenden wir das Numpy -Paket von Python.

In der dritten Zeile des Codes zeigen wir die Meldung „Um die Determinante von Array zu berechnen“ anzeigen. Diese Nachricht sagt dem Benutzer, was wir in diesem Programm tun werden. Dann erstellen wir das Eingabearray. Bleiben Sie beim Erstellen des Eingabebuchs in Ihrem Kopf, damit wir die gleiche Anzahl von Zeilen und Spalten nehmen müssen, um die Determinante zu finden. In diesem Beispiel haben wir 2 Zeilen und 2 Spalten, was eine quadratische Matrix bedeutet. Dann drucken wir das Array, indem wir die Print () -Methode aufrufen. Die Print () -Methode ist die vordefinierte Methode, mit der wir das Array und die Nachricht angezeigt haben.

Numph als NP importieren
print ("Um die Determinante von Array zu berechnen: \ n")
Array = np.Array ([[72, 43], [22, 68]])
print ("Die quadratische Matrix ist: \ n", Array)
det = np.Linalg.Det (Array)
print ("\ n | array | =", det)
print ("\ nafter rundende Antwort \ n | Array | =", int (det))

Nach dem Erstellen des Arrays rufen wir die Determinantenfunktion auf. Erstens schreiben wir "NP", was der Alias ​​des Numpy ist. Dann gibt es "Linalg", das zeigt, dass es sich um eine lineare Algebra handelt, weil lineare Algebra mit der Matrix handelt. Dann verwenden wir die Determinantenfunktion, die det () ist. Wie Sie sehen können, gibt es einen Punkt im Funktionsaufruf, was bedeutet, dass wir die Numpy -Bibliothek, die lineare Algebra und die Determinante kombiniert haben. Anschließend übergeben wir den Parameter „Array“ im Funktionsaufruf von dET ().

Nachdem wir die Funktion dET () aufgerufen haben, speichern wir die Funktion in einem anderen Neuarray, das DET ist, denn wenn wir diese Funktion erneut aufrufen möchten, müssen wir die Funktion dET () immer wieder schreiben. Wir nennen diese Funktion einfach über den Neuarray -Namen. Anschließend werden das Array angezeigt, indem wir die Print () -Methode aufrufen und das "Det" -Array in der Print () -Methode übergeben.

Schauen wir uns nun die Ausgabe dieser Illustration an. Wie Sie sehen können, haben wir die gewünschte Ausgabe erhalten, aber wir erhalten die Antwort in Dezimal. Um die Ausgabe in einer Ganzzahl zu erhalten, verwenden wir die Int () -Funktion und übergeben den Array -Namen "DET" darin.

Hier ist der trockene Lauf des zuvor erklärten Beispiels:

Beispiel 2: Determinante von 3 × 3 Matrix

Gehen wir mit dem zweiten Beispiel der Funktion dET () über,. In diesem Beispiel berechnen wir die Determinante von Matrix 3 × 3. Um unseren Code zu implementieren, müssen wir zunächst das Python -Modul importieren. Dann nennen wir die Print () -Methode und übergeben die Meldung „Um die Determinante von 3 × 3 Matrix zu berechnen“ darin. Diese Nachricht ist optional, wir haben dies nur geschrieben, um dem Benutzer zu zeigen, was wir tun werden.

Anschließend erstellen wir die Eingabarray -Matrix, die die gleiche Anzahl von Zeilen und Spalten haben muss. Hier haben wir eine 3 × 3 -Array -Matrix. Nachdem wir die Eingabarray -Matrix erstellt haben, drucken wir die Array -Matrix, indem wir die Methode print () aufrufen und den Namen der Array -Matrix darin übergeben. Nachdem wir die Array -Matrix erstellt haben, rufen wir die Funktion dET () auf. Die Methode zum Aufrufen der Funktion det () schreibt zuerst den Numpy alias NP und schreibt dann die lineare Algebra „Linalg“ und dann die Funktion det (). Dann kombinieren wir diese mit der Verkettung “.Und dann den Parameter „Array“ darin übergeben.

Dann speichern wir die gesamte det () -Funktion in einem anderen Array. Auf diese Weise müssen wir die Funktion nicht wieder schreiben. Wir rufen einfach die Funktion dET () über den Array -Namen „DET“ auf. Und drucken Sie dann das neue Array durch die Print () -Methode aus. Am Ende des Codes verwenden wir die int () -Methode, weil wir die Determinante in Dezimalstellen erhalten. Deshalb verwenden wir die int () -Methode, um die Antwort in Ganzzahl zu erhalten.

Numph als NP importieren
Druck ("Um die Determinante von 3x3 Matrix zu berechnen: \ n")
Array = np.Array ([[6, 5, 9], [7, 2, 1], [10, 5, 1]])
print ("Die 3x3 -Matrix ist: \ n", Array)
det = np.Linalg.Det (Array)
print ("\ n | matrix | =", det)
print ("\ nafter rund um die Antwort: \ n | matrix | =", int (det))

Mal sehen, was wir von der vorherigen Codezeile erhalten. Hier haben wir die gewünschte Ausgabe der 3 × 3 -Matrix, die 132 ist.00. Aber wir wollen die Antwort in Ganzzahl, also haben wir die int () -Methode verwendet und 132 erhalten.

Abschluss

In diesem Artikel haben wir etwas über Determinanten und die Verwendung der Determinanten in der Python-Numpy-Programmiersprache gelernt. Wir haben auch gelernt, warum wir mit der Funktion det () „linalg“. Wir haben mehrere Beispiele für die DET () -Funktion gelöst, die die 2 × 2 -Matrix und die 3 × 3 -Matrix mit einer detaillierten Erklärung jeder Codezeile sind.