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Python NumPy로 점 x에서 에르미트(Hermite) 급수 평가하기

특정 점 x에서 에르미트(Hermite) 급수를 평가하려면 Python NumPy의 hermite.hermval() 메서드를 사용하면 됩니다. 이 메서드는 세 개의 주요 매개변수를 받으며, 각각의 역할은 아래와 같습니다.

hermite.hermval() 메서드의 매개변수

1. x

첫 번째 매개변수 x는 평가를 수행할 지점입니다. x가 리스트(list)나 튜플(tuple)로 전달되면 자동으로 ndarray로 변환되며, 그렇지 않으면 원래 값이 그대로 유지되어 스칼라로 처리됩니다. 어느 경우든 x 또는 그 요소들은 자기 자신과의 덧셈·곱셈 연산뿐만 아니라 계수 배열 c의 요소와도 연산이 가능해야 합니다.

2. C

두 번째 매개변수 C는 계수 배열입니다. n차 항에 해당하는 계수가 c[n]에 위치하도록 순서대로 정렬되어야 합니다. 만약 c가 다차원 배열이라면, 나머지 인덱스들은 여러 개의 다항식을 나타냅니다. 특히 2차원 배열의 경우 계수들이 c의 열(column)에 저장되어 있다고 생각할 수 있습니다.

3. tensor

세 번째 매개변수 tensor가 True이면 계수 배열의 형태(shape)가 오른쪽 방향으로 1이 추가되어 확장됩니다. 이때 x의 각 차원마다 하나씩 추가되며, 스칼라는 차원 0으로 간주됩니다. 그 결과 c의 모든 계수 열이 x의 모든 요소에 대해 개별적으로 평가됩니다. 반대로 False이면 평가 과정에서 x가 c의 열에 브로드캐스트(broadcast)됩니다. 이 키워드는 c가 다차원 배열일 때 특히 유용하며, 기본값은 True입니다.

단계별 구현 방법

먼저 필요한 라이브러리를 임포트합니다.

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

계수 배열을 생성합니다.

c = np.array([1, 2, 3])

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 형태(shape)를 확인합니다.

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

점 x에서 에르미트 급수를 평가하려면 hermite.hermval() 메서드를 사용합니다.

x = np.array([[1,2],[3,4]])
print("\nResult...\n",H.hermval(x,c))

전체 예제 코드

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

# 계수 배열 생성
c = np.array([1, 2, 3])

# 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)

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

# hermite.hermval() 메서드로 점 x에서 에르미트 급수 평가
x = np.array([[1,2],[3,4]])
print("\nResult...\n",H.hermval(x,c))

실행 결과

Our Array...
[1 2 3]

Dimensions of our Array...
1

Datatype of our Array object...
int64

Shape of our Array object...
(3,)

Result...
   [[ 11. 51.]
   [115. 203.]]