【基础】NumPy常用函数与矩阵运算

# 2.1 一维数组常用函数

### 2.1.1 数学运算函数

NumPy 提供了一系列数学运算函数，用于对一维数组进行各种数学运算。这些函数包括：

- `np.add(a, b)`：数组 `a` 和 `b` 的加法
- `np.subtract(a, b)`：数组 `a` 和 `b` 的减法
- `np.multiply(a, b)`：数组 `a` 和 `b` 的乘法
- `np.divide(a, b)`：数组 `a` 和 `b` 的除法
- `np.power(a, b)`：数组 `a` 的 `b` 次方
- `np.sqrt(a)`：数组 `a` 的平方根
- `np.exp(a)`：数组 `a` 的指数函数
- `np.log(a)`：数组 `a` 的自然对数函数
- `np.sin(a)`：数组 `a` 的正弦函数
- `np.cos(a)`：数组 `a` 的余弦函数
- `np.tan(a)`：数组 `a` 的正切函数

# 2. NumPy常用函数

NumPy提供了丰富的函数库，用于对数组进行各种操作。这些函数可以分为一维数组常用函数和二维数组常用函数。

### 2.1 一维数组常用函数

#### 2.1.1 数学运算函数

一维数组的数学运算函数包括加法、减法、乘法、除法、求幂等基本运算，以及三角函数、指数函数、对数函数等高级函数。

import numpy as np

# 加法
a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])
c = a + b
print(c)  # 输出：[5 7 9]

# 减法
c = a - b
print(c)  # 输出：[-3 -3 -3]

# 乘法
c = a * b
print(c)  # 输出：[ 4 10 18]

# 除法
c = a / b
print(c)  # 输出：[0.25  0.4  0.5]

# 求幂
c = a ** 2
print(c)  # 输出：[1 4 9]

#### 2.1.2 统计函数

一维数组的统计函数包括求和、求平均值、求方差、求标准差等。

import numpy as np

# 求和
a = np.array([1, 2, 3])
sum = np.sum(a)
print(sum)  # 输出：6

# 求平均值
mean = np.mean(a)
print(mean)  # 输出：2.0

# 求方差
var = np.var(a)
print(var)  # 输出：1.3333333333333333

# 求标准差
std = np.std(a)
print(std)  # 输出：1.1547005383792515

### 2.2 二维数组常用函数

#### 2.2.1 矩阵运算函数

二维数组的矩阵运算函数包括加法、减法、乘法、转置、求逆等。

import numpy as np

# 加法
a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
b = np.array([[5, 6], [7, 8]])
c = a + b
print(c)  # 输出：[[ 6  8] [10 12]]

# 减法
c = a - b
print(c)  # 输出：[