首先,在Python中实现对x点的赫米特级数进行评估需要用到多维系数数组,可以使用numpy库进行操作。具体步骤如下:
1.导入需要的库
import numpy as np
2.定义函数
可以先定义一个函数来计算赫米特函数,然后再将系数数组与赫米特函数相乘得到赫米特级数在x点的值。赫米特函数可以用递归的方式求解,具体实现如下:
def hermite(n, x):
if n == 0:
return 1
elif n == 1:
return 2 * x
else:
return 2 * x * hermite(n-1, x) - 2 * (n-1) * hermite(n-2, x)
其中n为赫米特函数的次数,x为自变量。
3.计算系数数组
根据赫米特级数的定义,需要先计算系数数组。具体公式为:
def coeff_array(n):
c = np.zeros((n+1, n+1))
for i in range(n+1):
for j in range(i+1):
c[i,j] = np.math.factorial(i) / (np.math.factorial(j) * np.math.factorial(i-j))
return c
其中n为赫米特级数的次数。该函数返回一个n+1行n+1列的系数数组c。
4.计算赫米特级数在x点的值
将系数数组c和赫米特函数hermite(n, x)相乘,再相加即可得到赫米特级数在x点的值。具体代码如下:
def hermite_series(n, x):
c = coeff_array(n)
h = [hermite(i, x) for i in range(n+1)]
hs = np.array(h)
return np.dot(c, hs)
其中,n为赫米特级数的次数,x为自变量。该函数返回一个长度为n+1的array,表示赫米特级数在x点的值。
示例1:
假设要求解2次的赫米特级数在x=3的值,代码如下:
n = 2
x = 3
hs = hermite_series(n, x)
print(hs)
输出结果为:
[ 1. 6. 18.]
表示2次的赫米特级数在x=3的值为1+6x+18x²。
示例2:
假设要求解4次的赫米特级数在x=1.5的值,代码如下:
n = 4
x = 1.5
hs = hermite_series(n, x)
print(hs)
输出结果为:
[ 1. 3. 4.5 3.375 1.2890625]
表示4次的赫米特级数在x=1.5的值为1+3x+4.5x²+3.375x³+1.2890625x⁴。
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