Pythonでエルミート級数同士を加算する方法（NumPyのhermadd活用）

2つのエルミート級数を加算するには、PythonのNumPyが提供する polynomial.hermite.hermadd() メソッドを使用します。このメソッドは、2つのエルミート級数の和 c1 + c2 を表す配列を返します。

引数には、低次項から高次項の順に並べられた係数のシーケンスを指定します。たとえば [1,2,3] は P_0 + 2*P_1 + 3*P_2 という級数を表します。パラメータ c1 と c2 は、それぞれ低次から高次へ順に並べられたエルミート級数の係数を持つ1次元配列です。

手順

まず、必要なライブラリをインポートします。

import numpy as np
from numpy.polynomial import hermite as H

次に、エルミート級数の係数となる1次元配列を作成します。

c1 = np.array([1,2,3])
c2 = np.array([3,2,1])

作成した係数配列を表示します。

print("Array1...\n",c1)
print("\nArray2...\n",c2)

データ型を確認します。

print("\nArray1 datatype...\n",c1.dtype)
print("\nArray2 datatype...\n",c2.dtype)

両方の配列の次元をチェックします。

print("\nDimensions of Array1...\n",c1.ndim)
print("\nDimensions of Array2...\n",c2.ndim)

両方の配列の形状も確認しておきましょう。

print("\nShape of Array1...\n",c1.shape)
print("\nShape of Array2...\n",c2.shape)

最後に、polynomial.hermite.hermadd() メソッドを使って、2つのエルミート級数を加算します。

print("\nResult (sum)....\n",H.hermadd(c1, c2))

サンプルコード

import numpy as np
from numpy.polynomial import hermite as H

# エルミート級数の係数となる1次元配列を作成
c1 = np.array([1,2,3])
c2 = np.array([3,2,1])

# 係数配列を表示
print("Array1...\n",c1)
print("\nArray2...\n",c2)

# データ型を表示
print("\nArray1 datatype...\n",c1.dtype)
print("\nArray2 datatype...\n",c2.dtype)

# 両方の配列の次元を確認
print("\nDimensions of Array1...\n",c1.ndim)
print("\nDimensions of Array2...\n",c2.ndim)

# 両方の配列の形状を確認
print("\nShape of Array1...\n",c1.shape)
print("\nShape of Array2...\n",c2.shape)

# polynomial.hermite.hermadd() メソッドで2つのエルミート級数を加算
# このメソッドは、2つの級数の和を表すエルミート級数の配列を返します
print("\nResult (sum)....\n",H.hermadd(c1, c2))

実行結果

Array1...
[1 2 3]

Array2...
[3 2 1]

Array1 datatype...
int64

Array2 datatype...
int64

Dimensions of Array1...
1

Dimensions of Array2...
1

Shape of Array1...
(3,)

Shape of Array2...
(3,)

Result (sum)....
[4. 4. 4.]

実行結果からわかるように、[1,2,3] と [3,2,1] の2つのエルミート級数を加算すると、対応する係数同士が足し合わされ、結果として [4. 4. 4.] という新しいエルミート級数の係数配列が得られます。なお、返り値は浮動小数点型（float）になる点にも注意してください。