Numpy komplexné číslo

Numpy Komplexne Cislo



Vieme, že komplexné čísla sú tie, ktoré predstavujú konvenčné a+bi, kde „a“ je vždy reálne číslo; „b“ je tiež reálne číslo, ale „i“ je imaginárna zložka. Ešte jedna vec, ktorú vieme, je „i^2 = -1“, pretože žiadne z reálnych čísel nemôže splniť túto rovnicu, ktorú nazývame „I“ imaginárnou časťou. Numpy podporuje reálne čísla aj imaginárne čísla. V NumPy sú imaginárne čísla reprezentované „j“. Existujú rôzne spôsoby vytvárania a manipulácie s poľami s komplexnými číslami, ako sú np.complex(), np.range(), np.array() a ďalšie.

Syntax

Syntax na vytvorenie poľa, ktoré obsahuje komplexné čísla, je nasledovná:

Metóda 1:

1j * np. zariadiť ( veľkosť )

Syntax uvedená vyššie 1j je imaginárna časť, čo znamená, že vytvárame pole komplexných čísel, kde np.arrang je funkcia, ktorú poskytuje NumPy na vytvorenie poľa so zadaným rozsahom. Veľkosť, ktorá označuje veľkosť poľa, sa odovzdá funkcii.







Metóda 2:

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

V tejto syntaxi je np.arrray funkcia, ktorá nám umožňuje vytvoriť pole, ale nemôžeme mu odovzdať rozsah. Hodnoty mu jednoducho odovzdáme „n“ krát. Vo funkcii sme prešli „Re“, ktoré označuje reálne čísla, pričom ich pripočítame k „Im“ imaginárnemu číslu v násobku reálneho čísla. Imaginárne hodnoty môžeme odovzdať n-krát.



Príklad č. 01:

Ako vieme, NumPy podporuje aj komplexné čísla a poskytuje viacero druhov metód na implementáciu a manipuláciu s komplexnými číslami. V nižšie uvedenom príklade implementujeme dva spôsoby vytvárania polí obsahujúcich komplexné čísla. Na implementáciu funkcií NumPy importujme knižnicu NumPy najskôr ako np. Potom inicializujeme pole s názvom „pole_a“, ktorému priradíme funkciu np.arange(), ktorá bude obsahovať komplexné čísla. A rozsah poľa bude „8“. V ďalšom riadku sme vytvorili ďalšie pole s názvom „pole_b“, do ktorého sme odovzdali pole komplexných čísel priamo do neho. Nakoniec sme vytlačili komplexné pole, ktoré sme vytvorili pomocou oboch metód.



importovať numpy ako napr.

pole_a = 1j * np. zariadiť ( 8 )

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

vytlačiť ( 'komplexné pole pomocou funkcie arange()' , pole_a )

vytlačiť ( 'komplexné pole pomocou funkcie np.array()' , pole_b )





Ako je uvedené v úryvku nižšie, je výsledkom kódu, ktorý sme spustili. Vidíme, že sme vytvorili dve polia, ktoré majú rozsah komplexných čísel od 0j do 7j. V druhom sme prešli náhodným rozsahom komplexných čísel veľkosti 4.



Metóda 3:

napr. komplexné ( Re+Re*Im )

Vo vyššie uvedenej syntaxi je np.complex() vstavaná trieda, ktorú poskytuje balík Python NumPy, ktorý nám umožňuje ukladať komplexné hodnoty.

Príklad č. 02:

Ďalším spôsobom, ako vytvoriť komplexné pole NumPy, je použitie triedy Complex () od NumPy. Complex class() sa používa na ukladanie komplexných čísel a vracia komplexný objekt, ktorý môžeme použiť viackrát v rámci jedného kódu. Teraz implementujeme triedu complex() a najprv importujeme náš balík Numpy. Potom inicializujeme pole, do ktorého sme odovzdali komplexnú triedu, ktorá používa hviezdičku „*“ na odovzdanie objektu triedy complex(), ktorému sme odovzdali „3+1j“. Pomocou funkcie usporiadať() sme vytvorili pole veľkosti 5. Nakoniec sme len zobrazili výstup kódu, v ktorom sme vytvorili komplexné pole pomocou triedy complex().

importovať numpy ako napr.

pole = napr. komplexné ( 3 +1 d ) *napr. zariadiť ( 5 )

vytlačiť ( 'komplexné pole pomocou triedy np.complex()' , pole )

Ako je znázornené na obrázku nižšie, vytvorili sme pole komplexných čísel. Ale ešte jedna vec, ktorú si môžeme všimnúť na obrázku, je, že konštantná hodnota nie je vykonávaná postupne, pretože sme odovzdali „3+1j“ triede complex(), čo znamená, že ku každej ďalšej konštantnej hodnote sa pridá číslo tri.

Metóda 4:

napr. tie ( tvar , dtype = žiadne , objednať = 'C' , * , Páči sa mi to = žiadne )

V tejto metóde np.ones() zadávame pole komplexných čísel pomocou parametra dtype v poli NumPy. Np.ones() sa používa na vrátenie nového poľa, ktoré obsahuje 1s. Funkcii np.ones() sme odovzdali štyri parametre „shape“, ktoré sa používajú na definovanie tvaru poľa, či už je to „2“, „3“ alebo iný. „dtype“ je typ údajov. V našom prípade budeme používať komplexný dátový typ. „Poradie“ definuje, či je pole jednorozmerné, dvojrozmerné alebo viacrozmerné.

Príklad č. 03:

Implementujme metódu ones(), aby sme získali lepšiu predstavu o tom, ako funguje pri používaní komplexných čísel. Na implementáciu tejto metódy najprv importujme naše balíčky NumPy, ktoré poskytuje Python. Ďalej si vytvoríme pole, ktorému odovzdáme funkciu np.ones(), ktorej sme odovzdali dva parametre. Prvý je „4“, čo znamená, že veľkosť poľa bude 4 a druhý je „dtype“, ktorý je zložitý. To znamená, že vytvoríme pole komplexných čísel typu údajov. Vynásobením funkcie ones() hodnotou „2“ znamená, že naše skutočné číslo bude „2“. Nakoniec sme vytlačili pole, ktoré sme vytvorili pomocou príkazu print.

importovať numpy ako napr.

pole = napr. tie ( 4 , dtype = komplexné ) * dva

vytlačiť ( 'komplexné pole pomocou funkcie np.ones()' , pole )

Ako je uvedené nižšie, výstup nášho kódu sa úspešne vykoná, v ktorom máme jednorozmerné pole, ktoré obsahuje 4 komplexné hodnoty s reálnym číslom 2.

Príklad č. 04:

Teraz implementujme ďalší príklad, v ktorom vytvoríme pole komplexných čísel a vytlačíme imaginárne a reálne časti komplexných čísel. Najprv naimportujeme knižnicu NumPy, potom vytvoríme pole, do ktorého sme odovzdali „6“ komplexných hodnôt do poľa s názvom „pole“, ktoré je „56+0j, 27+0j, 68+0j, 49+0j, 120+0j. , 4+0j“. V ďalšom riadku sme pole jednoducho vytlačili. Teraz vytlačíme imaginárne a skutočné hodnoty komplexného poľa.

Numpy poskytuje vstavanú funkciu pre obe operácie, ktoré sú zobrazené nižšie. Prvým, kto získa imaginárnu časť, je „názov_poľa.imag“, kde hodnota pred bodkou je pole, z ktorého musíme získať imaginárnu časť. A druhá, ktorá získa skutočnú časť, je „názov_pola.real“. V našom prípade je názov poľa „pole“, takže sme odovzdali príkaz print, názov poľa a kľúčové slovo, aby sme získali oba prvky.

importovať numpy ako napr.

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

vytlačiť ( 'Pôvodné pole:x' , pole )

vytlačiť ( 'Skutočná časť poľa:' )

vytlačiť ( pole . reálny )

vytlačiť ( 'Imaginárna časť poľa:' )

vytlačiť ( pole . imag )

Ako je znázornené v úryvku nižšie, výstup, v ktorom je imaginárna a skutočná časť komplexného poľa úspešne vykonaná. Kde sú skutočné časti „56“, „27“, „68“, „120“ a „3“. A imaginárne časti sú „0“.

Záver

V tomto článku sme stručne diskutovali o komplexných číslach a o tom, ako môžeme vytvárať zložité polia pomocou vstavaných funkcií NumPy. Opísali sme viacero funkcií, ktoré nám umožňujú vytvárať zložité polia implementáciou viacerých príkladov, aby sme to lepšie pochopili.