numpy.vander函数生成一个Vandermonde矩阵。Vandermonde矩阵是一种特定类型的矩阵,其中矩阵的每一行是一个等比数列。本文主要介绍一下NumPy中vander方法的使用。

numpy.vander

numpy.vander(x, N=None, increasing=False)     [source]

生成范德蒙矩阵。

输出矩阵的列是输入向量的幂。 幂的顺序由递增的布尔参数确定。 具体来说,当增加为False时,第i个输出列是逐元素提高到N-i-1的幂的输入向量。 每行中具有几何级数的矩阵以Alexandre-Theophile Vandermonde的名字命名。

参数 :

x :array_like

一维输入数组。

Nint, 可选

输出中的列数。 如果未指定N,

则返回一个正方形数组(N = len(x))。

increasingbool, 可选

列的幂顺序。 如果为True,则幂从左到右增加,

如果为False(默认值),则它们的功率相反。

 1.9.0版中的新功能。

返回值 :

outndarray

范德蒙矩阵。 如果递增为False,则第一列为x ^(N-1)

第二列为x ^(N-2),依此类推。 如果递增为True,

则列为x ^ 0x ^ 1,...,x ^(N-1)

例子

1)默认行为(按递减顺序排列幂次)

import numpy as np

# 输入数组
x = np.array([1, 2, 3, 5])

# 生成Vandermonde矩阵
vander_matrix = np.vander(x)

print("Vandermonde Matrix (default):")
print(vander_matrix)

2)指定列数N

import numpy as np

# 输入数组
x = np.array([1, 2, 3, 5])

# 生成列数为3的Vandermonde矩阵
vander_matrix = np.vander(x, N=3)

print("Vandermonde Matrix with N=3:")
print(vander_matrix)

3)按递增顺序排列幂次

import numpy as np

# 输入数组
x = np.array([1, 2, 3, 5])

# 生成按递增顺序排列幂次的Vandermonde矩阵
vander_matrix = np.vander(x, increasing=True)

print("Vandermonde Matrix (increasing=True):")
print(vander_matrix)

4)生成按递增顺序排列幂次的Vandermonde矩阵

import numpy as np

# 输入数组
x = np.array([1, 2, 3, 5])

# 生成按递增顺序排列幂次的Vandermonde矩阵
vander_matrix_increasing = np.vander(x, increasing=True)
print("Vandermonde Matrix with increasing=True:")
print(vander_matrix_increasing)

5)计算Vandermonde矩阵的行列式

import numpy as np

# 输入数组
x = np.array([1, 2, 3, 5])

# 生成Vandermonde矩阵
vander_matrix = np.vander(x)

# 计算行列式
det_vander = np.linalg.det(vander_matrix)
print("Determinant of the Vandermonde Matrix:")
print(det_vander)

# 验证计算
expected_det = (5-3)*(5-2)*(5-1)*(3-2)*(3-1)*(2-1)
print("Expected Determinant:")
print(expected_det)

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