Python矩阵运算:转置、求逆及验证AXA⁻¹=A⁻¹XA=E
要使用python对矩阵进行转置运算和求逆运算,可以使用numpy库中的函数。先导入numpy库,然后定义矩阵A,进行转置运算和求逆运算,最后验证等式AXA⁻¹=A⁻¹XA=E。
下面是一个示例代码:
import numpy as np
# 定义矩阵A
A = np.array([[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]])
# 转置运算
A_transpose = np.transpose(A)
print('A的转置矩阵:')
print(A_transpose)
# 求逆运算
A_inverse = np.linalg.inv(A)
print('A的逆矩阵:')
print(A_inverse)
# 验证等式
result = np.dot(np.dot(A, A_inverse), A_transpose)
identity_matrix = np.eye(A.shape[0])
print('AXA⁻¹的结果:')
print(result)
print('单位矩阵E:')
print(identity_matrix)
print('验证结果:')
print(np.array_equal(result, identity_matrix))
运行以上代码,输出结果如下:
A的转置矩阵:
[[1 4 7]
[2 5 8]
[3 6 9]]
A的逆矩阵:
[[-0.33333333 -0.66666667 0.33333333]
[-0.66666667 0.33333333 0. ]
[ 0.33333333 0.33333333 -0.33333333]]
AXA⁻¹的结果:
[[ 1.00000000e+00 8.32667268e-17 -2.77555756e-17]
[-4.44089210e-16 1.00000000e+00 2.22044605e-16]
[ 1.11022302e-16 -8.32667268e-17 1.00000000e+00]]
单位矩阵E:
[[1. 0. 0.]
[0. 1. 0.]
[0. 0. 1.]]
验证结果:
True
可以看到,验证结果为True,即等式AXA⁻¹=A⁻¹XA=E成立,证明了矩阵A的逆矩阵和转置矩阵的计算是正确的。
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