def trigonalise(M): n, p = M.shape assert n==p if n==1: return sp.eye(1) # Recherche d'un vecteur propre step1 = M.eigenvects() E1 = step1[0][2][0] # Vérification qu'on obtient une matrice inversible for i in range(n): P = sp.zeros(n, n) P[:, 0] = E1 l = list(range(n)) l.remove(i) P[:, 1:] = sp.eye(n)[:, l] if P.det() != 0: break # Récurrence Q = trigonalise((P.inv()@M@P)[1:, 1:]) QQ = sp.Matrix(sp.BlockDiagMatrix(sp.eye(1), Q)) return P@QQ这段代码在干什么
时间: 2024-03-04 15:54:10 浏览: 20
这段代码实现了一个求解实对称矩阵三角化的函数,使用了 SymPy 库。
具体来说,输入参数 $M$ 是一个实对称矩阵,函数首先判断矩阵 $M$ 的维度是否相等,如果不相等则会抛出异常。
然后,函数通过调用 SymPy 库中的 eigenvects() 函数求解 $M$ 的特征向量。如果 $M$ 的维度为1,则直接返回单位矩阵。
接下来,函数会在 $M$ 的特征向量中寻找一个特征向量 $E_1$,并检查是否可以构造一个可逆矩阵 $P$,使得 $P^{-1}MP$ 为一个形如 $\begin{bmatrix} \lambda & v^T \\ 0 & M' \end{bmatrix}$ 的矩阵,其中 $\lambda$ 是 $E_1$ 对应的特征值,$v$ 是 $E_1$,$M'$ 是一个 $n-1$ 阶实对称矩阵。
如果可以构造这样一个矩阵 $P$,那么问题就转化为对 $M'$ 进行三角化,然后将结果与 $E_1$ 组合起来,得到 $M$ 的三角形式。
具体地,函数会递归调用自身,对 $M'$ 进行三角化,然后将结果 $Q$ 与 $E_1$ 组合成一个分块矩阵 $[\begin{matrix} \lambda & v^T \\ 0 & Q \end{matrix}]$。最后,函数将 $P$ 与分块矩阵相乘,得到 $M$ 的三角形式。
需要注意的是,这个函数使用了 SymPy 库中的矩阵对象,因此使用 @ 符号来表示矩阵乘法。同时,这个函数的实现方式并不适用于大规模矩阵,因为它使用了递归来求解三角化,递归深度可能会非常大。
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def trigonalise(M): n, p = M.shape assert n==p if n==1: return sp.eye(1) # Recherche d'un vecteur propre step1 = M.eigenvects() E1 = step1[0][2][0] # Vérification qu'on obtient une matrice inversible for i in range(n): P = sp.zeros(n, n) P[:, 0] = E1 l = list(range(n)) l.remove(i) P[:, 1:] = sp.eye(n)[:, l] if P.det() != 0: break # Récurrence Q = trigonalise((P.inv()@M@P)[1:, 1:]) QQ = sp.Matrix(sp.BlockDiagMatrix(sp.eye(1), Q)) return P@QQ这段代码在干嘛
这段代码实现了将一个方阵三角化的功能,使用了 Sympy 库中的一些函数和数据类型。
具体来说,函数 `trigonalise(M)` 的输入是一个 Sympy 矩阵 `M`,输出是一个上三角矩阵。其中,`n, p = M.shape` 表示矩阵 `M` 的行数和列数,`assert n==p` 判断矩阵 `M` 是否为方阵,如果不是则抛出异常。如果矩阵 `M` 的大小为 1x1,则返回一个 1x1 的单位矩阵。
接下来,代码使用 `eigenvects()` 函数计算矩阵 `M` 的所有特征向量和特征值,并取其中一个特征向量 `E1`。然后,代码通过构造一个矩阵 `P`,使得 `P` 的第一列为特征向量 `E1`,其余列为单位向量,从而保证 `P` 的行列式不为零。接着,代码计算矩阵 `P.inv() @ M @ P` 的后 n-1 行和后 n-1 列,将其递归地传递给 `trigonalise()` 函数,得到下一个上三角矩阵 `Q`。最后,代码将 `Q` 与一个单位矩阵合并为一个块对角矩阵 `QQ`,并将 `P` 与 `QQ` 相乘,得到当前矩阵的上三角矩阵。
需要注意的是,这段代码中使用了 Sympy 库中的一些特殊数据类型和函数,例如 `Matrix`、`BlockDiagMatrix`、`eigenvects()`、`inv()` 等,这些函数和数据类型的使用方法和 NumPy 库中的函数和数据类型有所不同,需要先了解其基本用法。
assert len(actions) == self.args.n_predator + 1
这是一段 Python 代码,其中使用了 assert 语句来进行断言。这个断言的意思是,判断 actions 这个列表的长度是否等于 self.args.n_predator + 1。如果不相等,就会触发 AssertionError 异常。一般来说,assert 语句用于在开发过程中进行调试和错误检查,确保程序的正确性。