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1回答

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Numpyによるやや複雑な行列計算について

pepasuke623

総合スコア55

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投稿2018/07/29 07:39

お世話になります。
Numpyらしい行列の計算をご教授いただければと思います。

前提・実現したいこと

次のような行列があるとします
イメージ説明
Aはm×nの行列、Bは要素数nの縦ベクトル、Cは要素数nの横ベクトルとします。ここで次のn個の要素からなるベクトルRを求めたいとします。
イメージ説明

このRの各要素は次のように計算されるとします
イメージ説明

ただし,Ajというのは行列Aのうちのj列目を取り出したものとします。すなわち
イメージ説明
とします。

for文を駆使すれば当然出来ますが、Numpyらしくfor文をあまり使わずにRを上手く計算する方法は無いか?というのが質問です.

試したこと

ちゃんとコードを書かずに申し訳無いですが、例えばnp.vectorizeを使って

Python

1func = np.vectorize(func) 2func(R,A,B,C)

と計算しても
イメージ説明
の部分で、行列Aのj列目を指定するには結局forを使わないとうまくいかない気がします。

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tachikoma

2018/07/29 08:24

Bは要素m個の間違いでは?質問のままだと計算不能ですが。
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回答1

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ベストアンサー

式変形すると次のようになりますよね。
式変形

つまり、Aの各列の和を計算すればいいわけなので、numpy.sumを使います。ここで列ごとの和を計算させるためにaxis=1を指定し、結果が列ベクトルになるよう(行ベクトルにならないように)keepdims=Trueを指定しています。アットマーク@の演算子は行列の積numpy.matmulと同じです。

Python

1R = A.T @ (B + np.sum(A, axis=1, keepdims=True)) + C.T 2# R = np.matmul(A.T, (B + np.sum(A, axis=1, keepdims=True))) + C.T

投稿2018/07/29 08:35

tachikoma

総合スコア3601

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pepasuke623

2018/07/29 08:57

おお!わかりやすい! ありがとうございます!計算してみます!
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