2020年7月16日木曜日

学習環境

ラング線形代数学(上) (ちくま学現文庫)(S.ラング (著)、芹沢 正三 (翻訳)、筑摩書房)の7章(スカラー積と直交性)、2(正値スカラー積)、練習問題10の解答を求めてみる。


  1. ∥ u + v ∥ 2 + ∥ u - v ∥ 2
    = ⟨ u + v , u + v ⟩ + ⟨ u - v , u - v ⟩
    = ⟨ u , u ⟩ + ⟨ u , v ⟩ + ⟨ v , u ⟩ + ⟨ v , v ⟩ + ⟨ u , u ⟩ - ⟨ u , v ⟩ - ⟨ v , u ⟩ + ⟨ v , v ⟩
    = 2 ( ⟨ u , u ⟩ + ⟨ v , v ⟩ )
    = 2 ( ∥ u ∥ 2 + ∥ v ∥ 2 )

コード

#!/usr/bin/env python3
from unittest import TestCase, main
from sympy import Matrix, symbols

print('10.')

u = Matrix(symbols('a:3', real=True))
v = Matrix(symbols('b:3', real=True))


class Test(TestCase):
    def test(self):
        self.assertEqual(
            ((u + v).norm() ** 2 + (u - v).norm() ** 2).expand(),
            2 * (u.norm() ** 2 + v.norm() ** 2)
        )


if __name__ == "__main__":
    main()

入出力結果(Zsh、PowerShell、Terminal、Jupyter(IPython))

% ./sample10.py -v
10.
test (__main__.Test) ... ok

----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.191s

OK
%

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