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(正方行列(2×2行列)、和、差、スカラー倍)

数学読本〈5〉

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  • 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3.を取り組んでみる。

3. 1. 
      
      $(\begin{array}{cc}3& -3\\ -1& 3\end{array})$
   2. 
      
      $(\begin{array}{cc}-1& -1\\ 9& 3\end{array})$
   3. 
      
      $(\begin{array}{cc}3& -6\\ 12& 9\end{array})$
   4. 
      
      $(\begin{array}{cc}-4& 2\\ 10& 0\end{array})$
   5. 
      
      $(\begin{array}{cc}1& -2\\ 4& 3\end{array})+(\begin{array}{cc}6& -3\\ -15& 0\end{array})=(\begin{array}{cc}7& -5\\ -11& 3\end{array})$
   6. 
      
      $(\begin{array}{cc}2& -4\\ 8& 6\end{array})-(\begin{array}{cc}2& -1\\ -5& 0\end{array})=(\begin{array}{cc}0& -3\\ 13& 6\end{array})$

コード(Emacs)

Python 3

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

print('Âïè3')
w, x, y, z = symbols('w, x, y, z')
A = Matrix([[1, -2],
            [4, 3]])
B = Matrix([[2, -1],
            [-5, 0]])

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))

$ ./sample3.py
問3
(1)
⎡3   -3⎤
⎢      ⎥
⎣-1  3 ⎦

(2)
⎡-1  -1⎤
⎢      ⎥
⎣9   3 ⎦

(3)
⎡3   -6⎤
⎢      ⎥
⎣12  9 ⎦

(4)
⎡-4  2⎤
⎢     ⎥
⎣10  0⎦

(5)
⎡ 7   -5⎤
⎢       ⎥
⎣-11  3 ⎦

(6)
⎡0   -3⎤
⎢      ⎥
⎣13  6 ⎦

$