Numpy komplexní číslo

Numpy Komplexni Cislo



Víme, že komplexní čísla jsou ta reprezentovaná konvenčním a+bi, kde „a“ je vždy reálné číslo; „b“ je také reálné číslo, ale „i“ je imaginární složka. Ještě jedna věc, kterou víme, je „i^2 = -1“, protože žádné z reálných čísel nemůže splnit tuto rovnici, kterou nazýváme „I“ imaginární částí. Numpy podporuje reálná čísla i čísla imaginární. V NumPy jsou imaginární čísla reprezentována „j“. Existují různé způsoby, jak vytvářet a manipulovat s poli s komplexními čísly, jako je np.complex(), np.range(), np.array() a další.

Syntax

Syntaxe pro vytvoření pole, které obsahuje komplexní čísla, je následující:

Metoda 1:

1j * np. zařídit ( velikost )

Syntaxe uvedená výše 1j je imaginární část, což znamená, že vytváříme pole komplexních čísel, kde np.arrang je funkce, kterou poskytuje NumPy k vytvoření pole se zadaným rozsahem. Velikost, která udává velikost pole, je předána funkci.







Metoda 2:

např. pole ( [ Re+Re*Im , Re+Re*Im , ] )

V této syntaxi je np.arrray funkcí, která nám umožňuje vytvořit pole, ale nemůžeme mu předat rozsah. Jednoduše mu předáme hodnoty „n“ krát. Ve funkci jsme předali „Re“, což znamená, že reálná čísla je přidají k „Im“ imaginárnímu číslu v násobku reálného čísla. Imaginární hodnoty můžeme předat nkrát.



Příklad č. 01:

Jak víme, NumPy také podporuje komplexní čísla a poskytuje různé druhy metod pro implementaci a manipulaci s komplexními čísly. V níže uvedeném příkladu implementujeme dva způsoby, jak vytvořit pole obsahující komplexní čísla. Pro implementaci funkcí NumPy importujme nejprve knihovnu NumPy jako np. Poté inicializujeme pole s názvem „array_a“, kterému přiřadíme funkci np.arange(), která bude obsahovat komplexní čísla. A rozsah pole bude „8“. Na dalším řádku jsme vytvořili další pole nazvané „pole_b“, kterému jsme předali pole komplexních čísel přímo do něj. Nakonec jsme pomocí obou metod vytiskli komplexní pole, které jsme vytvořili.



import nemotorný tak jako např.

pole_a = 1j * np. zařídit ( 8 )

pole_b = např. pole ( [ dva +1 d , 3 +4j , 5 +2j , 1 +6j ] )

tisk ( 'komplexní pole pomocí funkce arange()' , pole_a )

tisk ( 'komplexní pole pomocí funkce np.array()' , pole_b )





Jak je ukázáno ve úryvku níže, je výsledkem kódu, který jsme provedli. Vidíme, že jsme vytvořili dvě pole, která mají rozsah komplexních čísel od 0j do 7j. V druhém jsme prošli náhodným rozsahem komplexních čísel velikosti 4.



Metoda 3:

např. komplex ( Re+Re*Im )

Ve výše uvedené syntaxi je np.complex() vestavěná třída, kterou poskytuje Pythonský balíček NumPy, který nám umožňuje ukládat komplexní hodnoty.

Příklad č. 02:

Dalším způsobem, jak vytvořit komplexní pole NumPy, je použití třídy complex() NumPy. Complex class() se používá k ukládání komplexních čísel a vrací komplexní objekt, který můžeme v rámci jednoho kódu použít vícekrát. Nyní implementujeme třídu complex() a nejprve importujeme náš balíček Numpy. Poté inicializujeme pole, kterému jsme předali komplexní třídu, která používá hvězdičku „*“ k předání objektu třídy complex(), kterému jsme předali „3+1j“. Pomocí funkce uspořádat() jsme vytvořili pole o velikosti 5. Nakonec jsme jen zobrazili výstup kódu, ve kterém jsme pomocí třídy complex() vytvořili komplexní pole.

import nemotorný tak jako např.

pole = např. komplex ( 3 +1 d ) *např. zařídit ( 5 )

tisk ( 'komplexní pole pomocí třídy np.complex()' , pole )

Jak je znázorněno na obrázku níže, vytvořili jsme pole komplexních čísel. Ale ještě jedna věc, kterou si na obrázku můžeme všimnout, je, že konstantní hodnota se neprovádí po sobě, protože jsme předali „3+1j“ třídě complex(), což znamená, že ke každé další konstantní hodnotě bude přidáno číslo tři.

Metoda 4:

např. jedničky ( tvar , dtype = Žádný , objednat = 'C' , * , jako = Žádný )

V této metodě np.ones() zadáváme pole komplexních čísel pomocí parametru dtype v poli NumPy. Np.ones() se používá k vrácení nového pole, které obsahuje 1s. Do funkce np.ones() jsme předali čtyři parametry „shape“, které se používají k definování tvaru pole, ať už je to „2“, „3“ nebo jiný. „dtype“ je datový typ. V našem případě budeme používat komplexní datový typ. „Pořadí“ definuje, zda je pole jednorozměrné, dvourozměrné nebo vícerozměrné.

Příklad č. 03:

Pojďme implementovat metodu ones(), abychom získali lepší představu o tom, jak funguje při používání komplexních čísel. Pro implementaci této metody nejprve importujme naše balíčky NumPy, které poskytuje Python. Dále si vytvoříme pole, kterému předáme funkci np.ones(), které jsme předali dva parametry. První je „4“, což znamená, že velikost pole bude 4, a druhý je „dtype“, což je komplexní. To znamená, že vytvoříme pole komplexních čísel datového typu. Vynásobením funkce ones() hodnotou “2” znamená, že naše skutečné číslo bude “2”. Nakonec jsme vytiskli pole, které jsme vytvořili pomocí příkazu print.

import nemotorný tak jako např.

pole = např. jedničky ( 4 , dtype = komplex ) * dva

tisk ( 'komplexní pole pomocí funkce np.ones()' , pole )

Jak je ukázáno níže, výstup našeho kódu je úspěšně proveden, ve kterém máme jednorozměrné pole, které obsahuje 4 komplexní hodnoty s reálným číslem 2.

Příklad č. 04:

Nyní implementujme další příklad, ve kterém vytvoříme pole komplexních čísel a vytiskneme imaginární a reálné části komplexních čísel. Nejprve naimportujeme knihovnu NumPy a poté vytvoříme pole, kterému jsme předali „6“ komplexních hodnot do pole s názvem „pole“, což je „56+0j, 27+0j, 68+0j, 49+0j, 120+0j , 4+0j“. V dalším řádku jsme pole jednoduše vytiskli. Nyní vytiskneme imaginární a skutečné hodnoty komplexního pole.

Numpy poskytuje vestavěnou funkci pro obě operace, které jsou zobrazeny níže. První, kdo získá imaginární část, je „název_pole.imag“, kde hodnota před tečkou je pole, ze kterého musíme imaginární část získat. A druhá, která získá skutečnou část, je „název_pole.real“. V našem případě je název pole „pole“, takže jsme předali příkaz print, název pole a klíčové slovo, abychom získali oba prvky.

import nemotorný tak jako např.

pole = např. pole ( [ 56 .+ 0 . j , 27 .+ 0 . j , 68 .+ 0 . j , 49 .+ 0 . j , 120 .+ 0 . j , 3 + 4 . j ] )

tisk ( 'Původní pole:x' , pole )

tisk ( 'Skutečná část pole:' )

tisk ( pole . nemovitý )

tisk ( 'Imaginární část pole:' )

tisk ( pole . imag )

Jak je ukázáno ve úryvku níže, výstup, ve kterém je imaginární a skutečná část komplexního pole úspěšně provedena. Kde skutečné díly jsou „56“, „27“, „68“, „120“ a „3“. A pomyslné části jsou „0“.

Závěr

V tomto článku jsme stručně probrali komplexní čísla a jak můžeme vytvořit komplexní pole pomocí vestavěných funkcí NumPy. Popsali jsme několik funkcí, které nám umožňují vytvářet komplexní pole implementací několika příkladů, abychom lépe porozuměli.