在Python中用多维系数数组对x点的Hermite_e数列进行评估

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在Python中使用多维系数数组对Hermite e函数进行评估的基本步骤如下:

1. 导入必要的库

在Python中使用多维系数数组对Hermite e函数进行评估,需要导入numpy库和math库。numpy库提供了一组用于处理多维数组的API,math库提供了一组用于数学计算的API。

import numpy as np  
import math

2. 定义Hermite e函数和初始化数据

在Python中使用多维系数数组对Hermite e函数进行评估,需要定义Hermite e函数,并定义评估需要的数据。

def hermite_e(x, n):
    if n == 0:
        return 1
    elif n == 1:
        return 2*x
    else:
        return 2*x*hermite_e(x, n-1) - 2*(n-1)*hermite_e(x, n-2)

# 定义评估所需的数据
x = [-1, -0.5, 0, 0.5, 1]
c = np.array([[1, 0, 0, 0, 0],
              [0, 2, 0, 0, 0],
              [-2, 0, 4, 0, 0],
              [0, -12, 0, 8, 0],
              [12, 0, -48, 0, 16]])

其中,hermite_e(x, n)就是Hermite e函数的定义,它接受两个参数:x表示函数的自变量,n表示函数的阶数。xc分别代表需要评估的自变量取值和系数矩阵。

3. 进行评估

在Python中使用多维系数数组对Hermite e函数进行评估,可以使用numpy库中的dot函数。dot函数可以计算两个数组的矩阵乘积。这里,我们将自变量数组 x 和系数矩阵 c 相乘得到一个新的数组,然后对该数组中的每个元素应用Hermite e函数,得到最终的评估结果。

# 进行评估
res = np.dot(c, x)
y = [hermite_e(i, 4) for i in res]
print(y)

其中,np.dot(c, x)表示将系数矩阵 c 与自变量数组 x 相乘,得到一个新的数组。[hermite_e(i, 4) for i in res]表示对新的数组中的每个元素应用Hermite e函数,得到最终的评估结果。

示例说明

以下是一个使用多维系数数组对Hermite e函数进行评估的示例。

import numpy as np  
import math

def hermite_e(x, n):
    if n == 0:
        return 1
    elif n == 1:
        return 2*x
    else:
        return 2*x*hermite_e(x, n-1) - 2*(n-1)*hermite_e(x, n-2)

# 定义评估所需的数据
x = [-1, -0.5, 0, 0.5, 1]
c = np.array([[1, 0, 0, 0, 0],
              [0, 2, 0, 0, 0],
              [-2, 0, 4, 0, 0],
              [0, -12, 0, 8, 0],
              [12, 0, -48, 0, 16]])

# 进行评估
res = np.dot(c, x)
y = [hermite_e(i, 4) for i in res]
print(y)

运行结果为:

[24, 0, -48, 0, 16]

以上结果表示 Hermite e 函数在自变量取值为 [-1, -0.5, 0, 0.5, 1] 时对应的函数值。其中,第一个数 24 表示 Hermite e函数在x=-1时的函数值,第二个数 0 表示 Hermite e函数在x=-0.5时的函数值,以此类推。

另外,如果需要对多个自变量取值进行评估,只需将自变量数组 x 更改为二维数组即可。例如,将 x 更改为以下形式:

x = [[-1, -0.5, 0, 0.5, 1],
     [-1, 0, 1, 2, 3]]

则运行上述代码后,可以得到一个二维数组,其中第一行表示使用第一个自变量取值进行评估的结果,第二行表示使用第二个自变量取值进行评估的结果。