基于python解线性矩阵方程(numpy中的matrix类)

yipeiwu_com6年前Python基础

这学期有一门运筹学,讲的两大块儿:线性优化和非线性优化问题。在非线性优化问题这里涉及到拉格朗日乘子法,经常要算一些非常变态的线性方程,于是我就想用python求解线性方程。查阅资料的过程中找到了一个极其简单的解决方式,也学到了不少东西。先把代码给出。

import numpy as np
# A = np.mat('1 2 3;2 -1 1;3 0 -1')
A = np.array([[1, 2, 3], [2, -1, 1], [3, 0, -1]])
b = np.array([9, 8, 3])
x = np.linalg.solve(A, b)
print(x)

是不是很简洁?因为调用了强大的包numpy~ 我们想解决的问题是求解矩阵方程Ax=bAx=b。在这里调用numpy中的线性代数包np.linalg,使用其中的function->solve(A, b)。几行代码就解决了问题。在这里solve函数有两个输入,第一个输入是矩阵,可以采用numpy里的矩阵数据类型或者最常用的数组数据类型。第二个输入是右端项b,一个一维numpy数组即可。函数返回方程的解,shape和b是相同的。如果矩阵A是奇异的或者不是方阵,函数就会报错。

好了,问题得到了绝佳的解决,大不了把python当计算器来用呗~

下面是补充知识:numpy中的matrix类

matrix类是numpy中的一个过时的类,可能会在未来被移除。因为现在大多数人都会用更加灵活好用的ndarray,移除它也是可以理解的。

>>> a = np.matrix('1 2; 3 4')
>>> a
matrix([[1, 2],
    [3, 4]])
 
>>> np.matrix([[1, 2], [3, 4]])
matrix([[1, 2],
    [3, 4]])

matrix有两种构造方式,从第二种我们看到和一般的数组类型一模一样,在这里我们就能窥到matrix其实就是继承了ndarray,基于ndarray。拿matrix进行线性代数运算是因为它有很多方便的函数。

matrix.T   transpose:返回矩阵的转置矩阵
matrix.H   hermitian (conjugate) transpose:返回复数矩阵的共轭元素矩阵
matrix.I   inverse:返回矩阵a逆矩阵
matrix.A   base array:返回矩阵基于的数组<br data-filtered="filtered">matrix.AI   flattened ndarray: 返回展平的数组

其他的很多类方法不再介绍,以上四个是最基本的类似语法糖的函数。

需要注意的是,ndarray类型同样能方便地进行转置和求逆。

A = np.array([[1, 2], [3, 4]])
print(A.T)
A_I = np.linalg.inv(A)

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

python matplotlib画图实例代码分享

python matplotlib画图实例代码分享

python的matplotlib包支持我们画图,有点非常多,现学习如下。 首先要导入包,在以后的示例中默认已经导入这两个包 import matplotlib.pyplot as...

python微信撤回监测代码

 本文实例为大家分享了python微信撤回的监测代码,供大家参考,具体内容如下 注意:这里用了一个wechat库,当然,wechat库是基于微信提供的官方接口实现的。 这里的核...

对Django url的几种使用方式详解

利用Django开发网站,可以设计出非常优美的url规则,如果url的匹配规则(包含正则表达式)组织得比较好,view的结构就会比较清晰,比较容易维护。 最简单的形式 <cod...

使用Python脚本将Bing的每日图片作为桌面的教程

微软最近出了个 必应bing 缤纷桌面,使用下来还是不错,可以每天更换Bing首页的北京作为壁纸,但是该软件有个不好的地方是,安装后桌面上会有一个搜索框出现,很是烦人,而且不能关掉。于是...

利用python获取Ping结果示例代码

前言 本文主要跟大家分享了关于利用python获取Ping结果的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说,来一起看看详细的介绍吧。 示例代码: # -*- coding: ut...