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Python에서 다차원 계수를 가진 에르미트(Hermite) 급수 미분하기

에르미트(Hermite) 급수를 미분하려면 Python에서 hermite.hermder() 메서드를 사용합니다. 이 메서드의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

  • 첫 번째 매개변수 c: 에르미트 급수의 계수 배열입니다. c가 다차원 배열인 경우 각 축(axis)은 서로 다른 변수에 대응되며, 각 축의 차수는 해당 인덱스로 결정됩니다.
  • 두 번째 매개변수 m: 미분을 수행할 횟수입니다. 반드시 음수가 아닌 값을 지정해야 합니다. (기본값: 1)
  • 세 번째 매개변수 scl: 스칼라 값으로, 매번 미분할 때마다 scl이 곱해집니다. 따라서 최종 결과에는 scl**m이 곱해지며, 이는 변수의 선형 변환(linear change of variable)에 활용됩니다. (기본값: 1)
  • 네 번째 매개변수 axis: 미분이 수행될 축을 지정합니다. (기본값: 0)

단계별 진행 과정

먼저 필요한 라이브러리를 임포트합니다.

import numpy as np
from numpy.polynomial import hermite as H

다차원 계수 배열을 생성합니다.

c = np.arange(4).reshape(2,2)

생성한 배열을 출력합니다.

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

배열의 차원을 확인합니다.

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

배열의 데이터 타입을 확인합니다.

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

배열의 형상(shape)을 확인합니다.

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

hermite.hermder() 메서드를 사용하여 에르미트 급수를 미분합니다.

print("\nResult...\n",H.hermder(c))

전체 예제 코드

import numpy as np
from numpy.polynomial import hermite as H

# 다차원 계수 배열 생성
c = np.arange(4).reshape(2,2)

# 배열 출력
print("Our Array...\n",c)

# 차원 확인
print("\nDimensions of our Array...\n",c.ndim)

# 데이터 타입 확인
print("\nDatatype of our Array object...\n",c.dtype)

# 형상 확인
print("\nShape of our Array object...\n",c.shape)

# hermite.hermder() 메서드로 에르미트 급수 미분
print("\nResult...\n",H.hermder(c))

실행 결과

Our Array...
    [[0 1]
    [2 3]]

Dimensions of our Array...
2

Datatype of our Array object...
int64

Shape of our Array object...
(2, 2)

Result...
    [[4. 6.]]

위 실행 결과에서 볼 수 있듯이, 2x2 형태의 다차원 계수 배열에 대해 hermder() 메서드를 적용하면 기본적으로 첫 번째 축(axis=0)을 기준으로 1차 미분이 수행되어 [[4. 6.]] 형태의 결과가 반환됩니다.