在Python中使用Numpy对Hermite_e系列的0轴以上进行整合

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在Python中使用Numpy对Hermite_e系列的0轴以上进行整合可以通过numpy.polynomial.hermite_e系列函数来实现。下面是整合过程的详细步骤:

1. 导入numpy和numpy.polynomial.hermite_e:

import numpy as np
from numpy.polynomial.hermite_e import hermite_e as HE

2. 定义多项式次数和系数:

n = 3   # 多项式次数
a = np.random.randn(n+1)   # 系数

3. 计算多项式值:

对Hermite_e系列的0轴以上进行整合,需要对每个维度都进行积分。首先计算0维上的多项式值:

x = np.random.randn(10)  # 0维取样点
f = np.zeros(10)   # 初始化多项式值
for i in range(n+1):
    f += a[i] * HE(i)(x)

其中,HE(i)表示Hermite_e第i项多项式函数,x表示多项式的自变量,a表示多项式的系数。将每一项的系数乘以对应的多项式函数值,然后相加得到整个多项式在不同取样点上的值。

4. 对1轴以上的维度进行积分:

由于需要对1轴以上的维度进行积分,因此需要使用numpy中的多维数组(例如2维数组、3维数组等)。以2维数组为例,假设多项式为$P(x, y)$,则可以使用numpy.trapz方法对y轴进行积分:

y = np.linspace(0, 1, 20)   # 1维取样点
P = np.zeros((10, 20))   # 初始化2维多项式
for j in range(20):
    P[:, j] = f * np.exp(-x**2/2) / np.sqrt(2*np.pi) * HE(n)(y[j])
result = np.trapz(P, y, axis=1)

其中,np.exp(-x*2/2) / np.sqrt(2np.pi)表示高斯函数,HE(n)(y[j])表示第n项Hermite_e多项式在y[j]处的值,result为整合后的1维多项式。

5. 以三元数组为例:

以上是对2维多项式的整合方法,如果需要对更高维度的Hermite_e多项式进行定积分,可以使用类似的方法。例如,以三元数组为例,假设多项式为$P(x, y, z)$,则需要对z轴进行积分:

z = np.linspace(0, 1, 5)   # 2维取样点
P = np.zeros((10, 20, 5))   # 初始化3维多项式
for k in range(5):
    P[:, :, k] = result[..., None] * np.sin(np.pi*y[None, :]) * np.exp(-z[k]*x[:, None]**2)
result = np.trapz(P, z, axis=2)

其中,np.sin(np.piy[None, :])是一个二维矩阵,result[…, None]相当于将1维数组结果扩展为2维,x[:, None]*2表示将x数组由(10,)变为(10,1)形式。z轴积分后得到的就是整合后的1维多项式。

至此,介绍了在Python中使用Numpy对Hermite_e系列的0轴以上进行整合的完整攻略,希望对你有所帮助。