【Sympy】行列の和の計算方法について


はるか
Sympyの行列計算、興味ある?

ふゅか
特に行列の和を計算する方法、教えてほしいな!
目次
1. Sympyで行列の和を計算する方法
Pythonの数式処理ライブラリであるSympyは、数学的な計算をシンプルに行うための便利なツールです。この記事では、Sympyを使って行列の和を計算する方法について、わかりやすく解説します。
2. 行列の和とは
行列の和は、同じサイズ(行数と列数)の行列同士を足し合わせる操作です。例えば、次のような2つの行列を考えます。
行列の和は対応する要素を加算します。
Sympyでは、この操作を非常に簡単に実現できます。
3. Sympyで行列を定義する
Sympyでは、Matrix
を使って行列を作成します。例えば、先ほどの行列 Aと B を以下のように定義できます。
実行結果:

はるか
Matrix
を使う。3.1. 行列の和を計算する
行列の和は、単純に +
演算子を使うだけで計算できます。
実行結果:
これで行列の和が簡単に計算できました。
3.2. シンボルを使った行列の和
Sympyの強みは、数値だけでなくシンボルを扱える点です。シンボルを使った行列の和を計算してみましょう。
実行結果:

ふゅか
シンボルを使った行列の和もできるの?

はるか
できる。数値じゃなくて記号も扱える。
4. サイズが異なる行列を足すとどうなる?
行列の和を計算する際、行列のサイズが異なるとエラーになります。以下の例を見てみましょう。
実行結果:
Matrix size mismatch: (2, 2) + (2, 3).
行列のサイズが一致しない場合は計算ができない旨のエラーメッセージが表示されます。
5. 応用例:ランダムな行列の和
ランダムに生成した行列の和を計算することも可能です。Sympyにはランダムな行列を生成するためにrandMatrix
が用意されています。

ふゅか
ランダムな行列の和も計算できるの?

はるか
可能。
randMatrix
を使う。
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