Numpy快速處理數據--多項式函數poly1d( )函數


多項式函數是變量的整數次冥與系數的乘積之和,可以用下面的公式表示:

如果f(x) = 2x+x +1

a= np.array([2,1,1])

p = np.poly1d(a)

p
Out[78]: poly1d([2, 1, 1])      #等同於2*x + 1* x+1*x0 = 2x+ x +1

print(p)

2 x2 + 1 x + 1

帶入值:

p([1,2,3])

Out[80]: array([ 4, 11, 22])

 

對poly1d( )對象進行加減乘除運算,相當於對應多項式函數進行計算,如:

  1. >>> p+[-2,1] #和p+np.poly1d([-2,1])相同,-2x+1        等於2x+x +1 -2x  +1 = 2x-x +2
  2. Out[81]: poly1d([ 2, -1,  2]) 
  3. >>> p*p #兩個3次多項式相乘,得到一個6次多項式     等於(2x+x +1)2=4x4 + 4x3 +5x2+2x+1
  4. Out[82]:poly1d([4, 4, 5, 2, 1]) 
  5. >>> p/[1,1] #返回2個多項式除法的結果,分別為商式和余式  
  6. Out[83]: (poly1d([ 2., -1.]), poly1d([ 2.]))          (x+1)(2x-1)+2 = 2x2+x +1
  7. >>>   

 

 

多項式對象的deriv( )和integ( )方法分別用於計算多項式函數的微分和積分,如:

 

p.deriv()     #微分
Out[84]: poly1d([4, 1])

p.integ()     #積分        integ(m=1,k= 0)   m是積幾次分,k是常系數是多少
Out[85]: poly1d([ 0.66666667, 0.5 , 1. , 0. ])

 

 

多項式函數的根可以用roots( )計算:

np.roots(p)
Out[86]: array([-0.25+0.66143783j, -0.25-0.66143783j])

 

 

 

 

      除了使用多項式對象外,還可以直接使用Numpy提供的多項式函數對多項式系數的數組進行運算,主要函數包括:np.poly, np.polyadd, np.polydiv, np.polyint, np.polysub, np.poly1d, np.polyder, np.polyfit, np.polymul, np.polyval等。   


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