Pythonで多項式を加算する方法｜numpy.polynomial.polynomial.polyadd()の使い方

Pythonで1つの多項式を別の多項式に加算するには、numpy.polynomial.polynomial.polyadd() メソッドを使用します。このメソッドは、2つの多項式の和（c1 + c2）を計算して返します。

引数には、低次の項から高次の項へと順に並べた係数のシーケンスを指定します。たとえば [1, 2, 3] は、多項式 1 + 2*x + 3*x**2 を表します。戻り値としては、その和を表す係数配列が返されます。パラメータ c1 および c2 は、低次から高次へと並べられた1次元の多項式係数配列です。

なお、numpy.polynomial.polynomial モジュールには、多項式を扱うための便利なオブジェクトが数多く用意されており、通常の算術演算をカプセル化した Polynomial クラスなども含まれています。

手順

1. 必要なライブラリをインポートする

まず、必要なライブラリをインポートします。

from numpy.polynomial import polynomial as P

2. 2つの多項式を宣言する

次に、加算対象となる2つの多項式を宣言します。

p1 = (4, 1, 6)
p2 = (2, 5, 3)

3. 多項式を表示する

宣言した多項式の内容を確認のため表示してみましょう。

print("Polynomial 1...\n", p1)
print("\nPolynomial 2...\n", p2)

4. polyadd() メソッドで多項式を加算する

ここで、numpy.polynomial.polynomial.polyadd() メソッドを使って、2つの多項式の和を求めます。引数は前述のとおり、低次の項から高次の項へと並べた係数のシーケンスです。

sumRes = P.polyadd(p1, p2)
print("\nResult (Sum)...\n", sumRes)

サンプルコード全体

ここまでの手順をまとめた完全なコード例は以下のとおりです。

from numpy.polynomial import polynomial as P

# 2つの多項式を宣言
p1 = (4, 1, 6)
p2 = (2, 5, 3)

# 多項式を表示
print("Polynomial 1...\n", p1)
print("\nPolynomial 2...\n", p2)

# polyadd() メソッドで多項式を加算
sumRes = P.polyadd(p1, p2)
print("\nResult (Sum)...\n", sumRes)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

Polynomial 1...
(4, 1, 6)

Polynomial 2...
(2, 5, 3)

Result (Sum)...
[6. 6. 9.]

この結果からわかるように、各次数ごとの係数がそれぞれ加算され、新しい多項式 6 + 6*x + 9*x**2 に対応する係数配列 [6. 6. 9.] が返されています。