一、np.linalg.inv(a)
np.linalg.inv
函数是 numpy 库中的一个线性代数操作函数,用于求解矩阵的逆矩阵。其中,a
代表要进行逆矩阵运算的矩阵,该函数返回一个矩阵,表示矩阵 a
的逆矩阵。若矩阵 a
不可逆,则会报错。
逆矩阵指在某种运算下与原矩阵相乘得到单位矩阵的矩阵。如果矩阵 a
可逆,那么在进行逆矩阵运算的过程中,系数矩阵可以左右消去,具体可以通过以下过程进行说明:
ab = ba = I
其中,a
为原矩阵,b
为 a
的逆矩阵,I
为单位矩阵。
import numpy as np
a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
b = np.linalg.inv(a)
print(b)
上述代码中,np.array
创建了一个 2×2 的矩阵 a
,np.linalg.inv(a)
对其进行逆矩阵运算,得到的结果在控制台输出。
二、np.linalg.inv 算出来是负数
在进行逆矩阵运算时,若所得的逆矩阵中存在负数,则通常是因为原矩阵的行列式为负数。因为矩阵行列式的正负决定了它的奇偶性,因此行列式为负的矩阵一定是奇异矩阵,其逆矩阵不存在。
c = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
d = np.linalg.inv(c)
print(d)
上述代码中,np.array
创建了一个 3×3 的矩阵 c
,np.linalg.inv(c)
对其进行逆矩阵运算,输出结果中存在负数。
三、np.linalg.inv 函数
np.linalg.inv
函数的参数和返回值都是矩阵。在实际中,矩阵的逆矩阵在很多领域有着广泛的应用,例如在半监督学习、数据压缩、图像转换等领域。
此外,在计算机科学中,矩阵的逆矩阵也具有非常重要的意义:即使仅仅是在学习编程,也需要通过矩阵的逆矩阵来解决方程组,从而得到解析式(即通过对数据集进行学习得到可用于未知数据的显式公式)。
四、np.linalg.inv Python
np.linalg.inv
函数是 Python 中常用的函数之一。虽然 Python 本身就支持库,但库中的函数有时不够高质,并且很难写出高效的代码。np.linalg.inv
函数是专门用于矩阵逆矩阵运算的,速度较快且易于使用。
五、np.linalg.inv(a) 具体公式
矩阵 a
的逆矩阵 b
的求解公式为:
b = a^-1 = (1 / det(a)) * A^T
其中,det(a)
为矩阵 a
的行列式,A^T
为矩阵 a
的伴随矩阵。
六、np.linalg.inv(sigma)
在统计学领域中,np.linalg.inv(sigma)
用于计算一个给定矩阵的逆协方差矩阵。逆协方差矩阵在通过多元高斯分布对数据进行建模时是非常重要的,因为它可以用于计算多元高斯分布的概率密度函数。
sigma = np.array([[1, 0.5], [0.5, 1]]) # 设定一个2×2的矩阵
sigma_inv = np.linalg.inv(sigma)
print(sigma_inv)
上述代码中,np.array
创建了一个 2×2 的矩阵 sigma
,np.linalg.inv(sigma)
对其进行逆矩阵运算,得到的结果在控制台输出。
七、np.linalg.inv(a) 的作用
总的来说,np.linalg.inv(a)
主要有以下两个作用:
- 在求解方程组时需要使用服务器;
- 在机器学习领域有着广泛的应用,例如在 PCA(主成分分析)和 LDA(线性判别分析)等领域中都有所应用。