Опубликован: 22.12.2005 | Уровень: для всех | Доступ: платный
Лекция 5:

Численные алгоритмы. Матричные вычисления

< Лекция 4 || Лекция 5: 12345 || Лекция 6 >

Модуль LinearAlgebra

Модуль LinearAlgebra содержит алгоритмы линейной алгебры, в частности нахождение определителя матрицы, решений системы линейных уравнений, обращение матрицы, нахождение собственных чисел и собственных векторов матрицы, разложение матрицы на множители: Холецкого, сингулярное, метод наименьших квадратов.

Функция LinearAlgebra.determinant() находит определитель матрицы:

>>> import Numeric, LinearAlgebra
>>> print LinearAlgebra.determinant(
...     Numeric.array([[1, -2],
...                    [1, 5]]))
7

Функция LinearAlgebra.solve_linear_equations() решает линейные уравнения вида ax=b по заданным аргументам a и b:

>>> import Numeric, LinearAlgebra
>>> a = Numeric.array([[1.0, 2.0],  [0.0, 1.0]])
>>> b = Numeric.array([1.2, 1.5])
>>> x = LinearAlgebra.solve_linear_equations(a, b)
>>> print "x =", x
x = [-1.8  1.5]
>>> print "Проверка:", Numeric.dot(a, x) - b
Проверка: [ 0.  0.]

Когда матрица a имеет нулевой определитель, система имеет не единственное решение и возбуждается исключение LinearAlgebraError:

>>> a = Numeric.array([[1.0, 2.0],  [0.5, 1.0]])
>>> x = LinearAlgebra.solve_linear_equations(a, b)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
  File "/usr/local/lib/python2.3/site-packages/Numeric/LinearAlgebra.py", line 98, 
    in solve_linear_equations raise LinAlgError, 'Singular matrix'
LinearAlgebra.LinAlgError: Singular matrix

Функция LinearAlgebra.inverse() находит обратную матрицу. Однако не следует решать линейные уравнения с помощью LinearAlgebra.inverse() умножением на обратную матрицу, так как она определена через LinearAlgebra.solve_linear_equations():

def inverse(a):
    return solve_linear_equations(a, Numeric.identity(a.shape[0]))

Функция LinearAlgebra.eigenvalues() находит собственные значения матрицы, а LinearAlgebra.eigenvectors() - пару: собственные значения, собственные вектора:

>>> from Numeric import array, dot
>>> from LinearAlgebra import eigenvalues, eigenvectors
>>> a = array([[-5, 2],  [2, -7]])
>>> lmd = eigenvalues(a)
>>> print "Собственные значения:", lmd
Собственные значения: [-3.76393202 -8.23606798]
>>> (lmd, v) = eigenvectors(a)
>>> print "Собственные вектора:"
Собственные вектора:
>>> print v
[[ 0.85065081  0.52573111]
 [-0.52573111  0.85065081]]
>>> print "Проверка:", dot(a, v[0]) - v[0] * lmd[0]
Проверка: [ -4.44089210e-16   2.22044605e-16]

Проверка показывает, что тождество выполняется с достаточно большой точностью (числа совсем маленькие, практически нули): собственные числа и векторы найдены верно.

< Лекция 4 || Лекция 5: 12345 || Лекция 6 >
Сергей Крупко
Сергей Крупко

Добрый день.

Я сейчас прохожу курс  повышения квалификации  - "Профессиональное веб-программирование". Мне нужно получить диплом по этому курсу. Я так полагаю нужно его оплатить чтобы получить диплом о повышении квалификации. Как мне оплатить этот курс?

 

Павел Ялганов
Павел Ялганов

Скажите экзамен тоже будет ввиде теста? или там будет какое то практическое интересное задание?

Мария Кравцова
Мария Кравцова
Россия, Сочи, РГПУ им. А.И.Герцена, 1997
Екатерина Архангельская
Екатерина Архангельская
Россия, СПбГУАП