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 - n項ベクトル(型、行ベクトル、列ベクトル、成分)

数学読本〈5〉

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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)、n項ベクトル、問1.を取り組んでみる。

1. 1. 型: 2×2。

      第1行: (2, 0)

      第2行: (-5, 9)

      第1列: $\left(\begin{array}{c}2\\ -5\end{array}\right)$

      第2列: $\left(\begin{array}{c}0\\ 9\end{array}\right)$

   2. 型: (2, 3)

      第1行: (-1, -2, 3)

      第2行: (4, 5, -6)

      第1列: $\left(\begin{array}{c}-1\\ 4\end{array}\right)$

      第2列: $\left(\begin{array}{c}-2\\ 5\end{array}\right)$

      第3列: $\left(\begin{array}{c}3\\ -6\end{array}\right)$

      (1, 2)成分: -2

      (1, 3)成分: 3

      (2, 1)成分: 4

      (2, 3)成分: -6

コード(Emacs)

Python 3

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

print('問1')

X1 = Matrix([[2, 0],
             [-5, 9]])
X2 = Matrix([[-1, -2, 3],
             [4, 5, -6]])

for X in [X1, X2]:
    m, n = X.shape
    print(f'型: {m}×{n}行列')
    for m0 in range(m):
        print(f'第{m0 + 1}行')
        pprint(X[m0, :])
    for n0 in range(n):
        print(f'第{n0 + 1}列')
        pprint(X[:, n0])
    print()

for m, n in [(1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 3)]:
    print(f'({m}, {n})成分: {X2[m - 1, n - 1]}')

入出力結果(Terminal, Jupyter(IPython))

$ ./sample1.py
問1
型: 2×2行列
第1行
[2  0]
第2行
[-5  9]
第1列
⎡2 ⎤
⎢  ⎥
⎣-5⎦
第2列
⎡0⎤
⎢ ⎥
⎣9⎦

型: 2×3行列
第1行
[-1  -2  3]
第2行
[4  5  -6]
第1列
⎡-1⎤
⎢  ⎥
⎣4 ⎦
第2列
⎡-2⎤
⎢  ⎥
⎣5 ⎦
第3列
⎡3 ⎤
⎢  ⎥
⎣-6⎦

(1, 2)成分: -2
(1, 3)成分: 3
(2, 1)成分: 4
(2, 3)成分: -6
$