Python中numpy函数的使用

本文介绍两种求解线性方程斜率的方法:最小二乘法和梯度下降算法。通过实例演示了如何使用Python和NumPy库进行具体计算。

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一.求线性方程的斜率

①最小二乘法

import numpy as np
from numpy.linalg import inv #逆矩阵
from numpy import dot #矩阵乘
from numpy import mat #矩阵

#y=2x 求线性方程的斜率
X = mat([1, 2, 3]).reshape(3, 1)  #reshape 的作用就是修改矩阵的维度
print(X)
Y = 2*X
# theta = (X'X)-1X'Y
theta = dot(dot(inv(dot(X.T, X)), X.T), Y)
print(theta)

②梯度下降算法

import numpy as np
from numpy.linalg import inv #逆矩阵
from numpy import dot #矩阵乘
from numpy import mat #矩阵

#y=2x 求线性方程的斜率
X = mat([1, 2, 3]).reshape(3, 1)  #reshape 的作用就是修改矩阵的维度
Y = 2*X
# theta = (X'X)-1X'Y
#theta = dot(dot(inv(dot(X.T, X)), X.T), Y)
#theta = theta - alpha*(theta*X-Y)*X 梯度下降算法
theta = 1.0
alpha = 0.1
for i in range(100):
    theta = theta + np.sum(alpha * (Y - dot(X, theta))*X.reshape(1, 3))/3.
print(theta)

Python中的NumPy库是一个非常有用的科学计算库,它提供了许多常用函数用于处理数组和矩阵。以下是一些PythonNumPy常用函数的介绍: 1. numpy.array():创建一个NumPy数组。可以传入一个列表或者元组作为参数,返回一个NumPy数组对象。 2. numpy.arange():创建一个具有指定范围和步长的数组。可以设置起始值、结束值和步长,返回一个包含这个范围内所有值的NumPy数组。 3. numpy.zeros():创建一个指定大小的全0数组。可以传入一个表示数组形状的元组或者整数作为参数,返回一个全0的NumPy数组。 4. numpy.ones():创建一个指定大小的全1数组。与numpy.zeros()类似,可以传入一个表示数组形状的元组或者整数作为参数,返回一个全1的NumPy数组。 5. numpy.linspace():在指定的范围内创建均匀间隔的数组。可以设置起始值、结束值和数组长度,返回一个包含指定范围内均匀间隔的元素的NumPy数组。 6. numpy.random.rand():生成指定形状的随机数数组。可以传入一个表示数组形状的元组或者整数作为参数,返回一个包含指定形状的随机数的NumPy数组。 7. numpy.max():返回数组中的最大值。可以传入一个NumPy数组作为参数,返回数组中的最大值。 8. numpy.min():返回数组中的最小值。可以传入一个NumPy数组作为参数,返回数组中的最小值。 9. numpy.mean():计算数组的平均值。可以传入一个NumPy数组作为参数,返回数组的平均值。 10. numpy.sum():计算数组中所有元素的和。可以传入一个NumPy数组作为参数,返回数组中所有元素的和。 11. numpy.reshape():改变数组的形状。可以传入一个表示新形状的元组作为参数,返回一个具有新形状的NumPy数组。 这些只是PythonNumPy库中常用函数的一部分,还有许多其他有用的函数可以用于数组和矩阵的操作。希望这些函数能对你有所帮助。
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