数学 - Python - もう１つの数学の基盤 - 行列と行列式 – 行列とその演算 - 行列の加法・減法・実数倍(2×3行列、和、差、スカラー倍)

数学読本〈5〉

学習環境

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• 参考書籍
  • Pythonからはじめる数学入門
  • JavaScriptリファレンス 第6版
  • インタラクティブ・データビジュアライゼーション

数学読本〈5〉微分法の応用/積分法/積分法の応用/行列と行列式(松坂 和夫(著)、岩波書店)の第21章(もう１つの数学の基盤 - 行列と行列式)、21.1(行列とその演算)、行列の加法・減法・実数倍、問4.を取り組んでみる。

4. 1. 
      
      $(\begin{array}{ccc}0& 6& 6\\ 1& 2& -5\end{array})$
   2. 
      
      $(\begin{array}{ccc}2& -2& 0\\ -3& 2& 5\end{array})$
   3. 
      
      $(\begin{array}{ccc}3& 6& 9\\ -3& 6& 0\end{array})$
   4. 
      
      $(\begin{array}{ccc}2& -8& -6\\ -4& 0& 10\end{array})$
   5. 
      
      $\begin{array}{}(\begin{array}{ccc}1& 2& 3\\ -1& 2& 0\end{array})\end{array}+(\begin{array}{ccc}-3& 12& 9\\ 6& 0& -15\end{array})=(\begin{array}{ccc}-2& 14& 12\\ 5& 2& -15\end{array})$
   6. 
      
      $\begin{array}{}(\begin{array}{ccc}2& 4& 6\\ -2& 4& 0\end{array})\end{array}-(\begin{array}{ccc}-1& 4& 3\\ 2& 0& -5\end{array})=(\begin{array}{ccc}3& 0& 3\\ -4& 4& 5\end{array})$

コード(Emacs)

Python 3

#!/usr/bin/env python3
from sympy import pprint, symbols, Matrix, solve

print('問4')
A = Matrix([[1, 2, 3],
            [-1, 2, 0]])
B = Matrix([[-1, 4, 3],
            [2, 0, -5]])

for i, C in enumerate([A + B, A - B, 3 * A, - 2 * B, A + 3 * B, 2 * A - B], 1):
    print(f'({i})')
    pprint(C)
    print()

入出力結果(Terminal, Jupyter(IPython))

$ ./sample4.py
問4
(1)
⎡0  6  6 ⎤
⎢        ⎥
⎣1  2  -5⎦

(2)
⎡2   -2  0⎤
⎢         ⎥
⎣-3  2   5⎦

(3)
⎡3   6  9⎤
⎢        ⎥
⎣-3  6  0⎦

(4)
⎡2   -8  -6⎤
⎢          ⎥
⎣-4  0   10⎦

(5)
⎡-2  14  12 ⎤
⎢           ⎥
⎣5   2   -15⎦

(6)
⎡3   0  3⎤
⎢        ⎥
⎣-4  4  5⎦

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