Função Identidade NumPy

Introdução

Neste laboratório, você aprenderá sobre a função numpy.matlib.identity() da biblioteca NumPy. Uma matriz identidade (identity matrix) é uma matriz na qual todos os elementos da diagonal principal são definidos como 1 e os outros elementos como 0. Esta função auxilia na geração de uma matriz identidade do tamanho especificado e do tipo de dado especificado.

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Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.

Importar as bibliotecas necessárias

Para usar as funções necessárias, devemos importar a biblioteca NumPy. Também gostaríamos de importar a função matlib.

import numpy as np
import numpy.matlib

Gerar uma matriz identidade

Usaremos a função np.matlib.identity(n,dtype) para gerar uma matriz identidade de tamanho n e tipo de dado dtype.

identity_matrix = np.matlib.identity(4)
print("Identity Matrix:\n", identity_matrix)

Output:

Identity Matrix:
 [[1. 0. 0. 0.]
 [0. 1. 0. 0.]
 [0. 0. 1. 0.]
 [0. 0. 0. 1.]]

Gerar uma matriz identidade com tipo de dado especificado

Podemos especificar o tipo de dado da matriz identidade usando o parâmetro dtype.

identity_matrix = np.matlib.identity(4, dtype=int)
print("Identity Matrix of int type:\n", identity_matrix)

Output:

Identity Matrix of int type:
 [[1 0 0 0]
 [0 1 0 0]
 [0 0 1 0]
 [0 0 0 1]]

A diferença entre as funções identity() e eye()

A função eye() é outra função NumPy que gera matrizes. A função eye() gera uma matriz na qual todos os elementos da diagonal são definidos como 1 e os outros elementos são definidos como 0.

Vamos gerar uma matriz 3 por 3 com a função eye().

eye_matrix = np.eye(3)
print("Eye Matrix:\n", eye_matrix)

Output:

Eye Matrix:
 [[1. 0. 0.]
 [0. 1. 0.]
 [0. 0. 1.]]

Como podemos ver, na função eye(), definimos o tamanho da matriz usando os parâmetros n, m ou shape. Definimos o parâmetro k para determinar a posição da diagonal. Quando k=0, a diagonal está na posição principal, quando k=1, a diagonal está uma posição acima da diagonal principal, e assim por diante.

A principal diferença entre essas duas funções é que a função identity() retorna uma matriz quadrada com uns na diagonal principal, como esta:

[[1. 0. 0.]
 [0. 1. 0.]
 [0. 0. 1.]]

enquanto a função eye() retorna uma matriz com 1 na diagonal e 0 em outros lugares, o que é baseado no valor do parâmetro k. Se o valor de k > 0, então a diagonal está acima da diagonal principal, e vice-versa.

Resumo

Neste laboratório, você aprendeu sobre a função NumPy matlib.identity() e como ela gera uma matriz identidade do tamanho e tipo de dado especificados. Também aprendemos sobre as diferenças entre as funções identity() e eye().

Conclusão

A função numpy.matlib.identity() pode ser usada para gerar uma matriz identidade do tamanho e tipo de dado especificados. A matriz identidade é uma matriz que tem todos os elementos da diagonal definidos como 1 e todos os outros elementos definidos como 0. Você também pode usar a função eye() para gerar uma matriz com elementos da diagonal definidos como 1 e outros elementos definidos como 0, com mais opções para determinar a posição dos elementos da diagonal.

Resumo

Parabéns! Você concluiu o laboratório da função Numpy Identity(). Você pode praticar mais laboratórios no LabEx para aprimorar suas habilidades.