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linspaceの使い方とは？

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np.linspace(): 一様または非一様に間隔のある配列を作成する

NumPyを使用して数値アプリケーションを開発している場合、配列を作成する必要があります。その多くの場合、数値は一定の間隔で配置される必要がありますが、非一様な配置が必要な場合もあります。そのような場合に必要なツールの一つが np.linspace() です。

基本的なフォームでは、np.linspace() は比較的簡単に使用できるように見えるかもしれません。しかし、これは数値プログラミングのツールキットの重要な部分であり、非常に多機能かつ強力です。このチュートリアルでは、この関数を効果的に使用する方法を説明します。

このチュートリアルでは、次の項目について学びます:

  • 数値の範囲を一様または非一様に作成する方法
  • 代替のツールの代わりに np.linspace() を使用するタイミング
  • 必須とオプションの 入力パラメータ
  • 2つ以上の次元を持つ配列を作成する方法
  • 離散的な形で 数学関数を表現する方法

このチュートリアルでは、NumPyの基本と ndarray データ型について事前に理解していることを前提としています。まず、Pythonで数値の範囲を作成するさまざまな方法について学びます。次に、np.linspace() の使用方法と、プログラムで効果的に使用する方法について詳しく見ていきます。

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一様に間隔のある数値の範囲の作成

Pythonで「一様に間隔のある数値の範囲」を作成するためには、いくつかの方法があります。np.linspace() はこれを行うために使用することができ、範囲をカスタマイズして特定のニーズに合わせることができますが、一様に間隔のある範囲を作成する他の方法と比較してみましょう。

np.linspace() の使用

np.linspace() には、範囲の始まりと終わりを設定するために使用する start と stop の2つの必須のパラメータがあります。

>>> import numpy as np
>>> np.linspace(1, 10)
array([ 1.        ,  1.18367347,  1.36734694,  1.55102041,  1.73469388,
        1.91836735,  2.10204082,  2.28571429,  2.46938776,  2.65306122,
        2.83673469,  3.02040816,  3.20408163,  3.3877551 ,  3.57142857,
        3.75510204,  3.93877551,  4.12244898,  4.30612245,  4.48979592,
        4.67346939,  4.85714286,  5.04081633,  5.2244898 ,  5.40816327,
        5.59183673,  5.7755102 ,  5.95918367,  6.14285714,  6.32653061,
        6.51020408,  6.69387755,  6.87755102,  7.06122449,  7.24489796,
        7.42857143,  7.6122449 ,  7.79591837,  7.97959184,  8.16326531,
        8.34693878,  8.53061224,  8.71428571,  8.89795918,  9.08163265,
        9.26530612,  9.44897959,  9.63265306,  9.81632653, 10.        ])

この例では、1から10までの範囲の数値が一様に間隔を空けて作成されています。このように、np.linspace() を使用して一様な範囲の数値を作成することができます。