Функция тождественной матрицы NumPy

Введение

В этом практическом занятии вы познакомитесь с функцией numpy.matlib.identity() библиотеки NumPy. тождественная матрица - это матрица, в которой все диагональные элементы равны 1, а остальные элементы равны 0. Эта функция помогает сгенерировать тождественную матрицу заданного размера и заданного типа данных.

Советы по работе с ВМ

После запуска ВМ нажмите в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Notebook и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook загрузится. Проверка операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы столкнетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Импортируем необходимые библиотеки

Для использования требуемых функций необходимо импортировать библиотеку NumPy. Также импортируем функцию matlib.

import numpy as np
import numpy.matlib

Создаем тождественную матрицу

Мы будем использовать функцию np.matlib.identity(n,dtype) для создания тождественной матрицы размером n и с типом данных dtype.

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

Результат:

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

Создаем тождественную матрицу с заданным типом данных

Мы можем указать тип данных тождественной матрицы, используя параметр dtype.

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

Результат:

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

Разница между функциями identity() и eye()

Функция eye() - это другая функция библиотеки NumPy для генерации матриц. Функция eye() создает матрицу, в которой все диагональные элементы равны 1, а остальные элементы равны 0.

Создадим 3x3 матрицу с помощью функции eye().

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

Результат:

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

Как мы видим, в функции eye() размер матрицы задается с помощью параметров n, m или shape. Параметр k используется для определения положения диагонали. При k = 0 диагональ находится в основной позиции, при k = 1 диагональ находится на одну позицию выше основной диагонали и так далее.

Основная разница между этими двумя функциями заключается в том, что функция identity() возвращает квадратную матрицу с единицами на основной диагонали, как показано ниже:

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

в то время как функция eye() возвращает матрицу с единицами на диагонали и нулями в остальных местах, в зависимости от значения параметра k. Если значение k > 0, то диагональ выше основной диагонали, и наоборот.

Резюме

В этом практическом занятии вы узнали о функции NumPy matlib.identity() и том, как она создает тождественную матрицу заданного размера и типа данных. Мы также изучили различия между функциями identity() и eye().

Заключение

Функция numpy.matlib.identity() может быть использована для создания тождественной матрицы заданного размера и типа данных. Тождественная матрица - это матрица, в которой все диагональные элементы равны 1, а все остальные элементы равны 0. Также вы можете использовать функцию eye() для создания матрицы с диагональными элементами, равными 1, и остальными элементами, равными 0, с более широкими возможностями для определения положения диагональных элементов.

Резюме

Поздравляем! Вы завершили практическое занятие по функции Numpy Identity(). Вы можете выполнить больше практических занятий в LabEx, чтобы улучшить свои навыки.