Python线性代数中矩阵的n次幂


在Python的线性代数中,使用numpy.linalg.matrix_power()函数可以计算方阵的n次幂。对于正整数n,幂通过重复的矩阵平方和矩阵乘法计算。如果n == 0,则返回与M形状相同的单位矩阵。如果n < 0,则计算逆矩阵,然后将其提升到abs(n)次幂。

返回值与M的形状和类型相同;如果指数为正或零,则元素的类型与M的元素类型相同。如果指数为负,则元素为浮点数。第一个参数a是要“幂次”的矩阵。第二个参数n是指数,可以是任何整数或长整数,正数、负数或零。

步骤

首先,导入所需的库:

import numpy as np
from numpy.linalg import matrix_power

创建一个二维数组,作为虚数单位的矩阵等价物:

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

显示数组:

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

检查维度:

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

获取数据类型:

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

获取形状:

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

在Python线性代数中,使用numpy.linalg.matrix_power()函数可以计算方阵的n次幂。对于正整数n,幂通过重复的矩阵平方和矩阵乘法计算。如果n == 0,则返回与M形状相同的单位矩阵。如果n < 0,则计算逆矩阵,然后将其提升到abs(n)次幂:

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))

输出

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]]

更新于:2022年3月2日

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