NumPy는 파이썬에서 과학적 계산을 위한 핵심 라이브러리입니다. 다차원 배열 연산에 특화되어 있어 벡터의 내적과 외적을 간편하게 계산할 수 있습니다. 이번 포스트에서는 NumPy를 사용하여 다차원 배열에서 벡터의 내적과 외적을 계산하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

벡터의 내적

NumPy의 dot() 함수를 사용하여 다차원 배열에서 벡터의 내적을 계산할 수 있습니다. 벡터의 내적은 두 벡터 간의 성분별 곱을 모두 더한 값으로 정의됩니다. 예를 들어, 다음과 같은 배열이 있다고 가정해봅시다.

import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])

위 배열에서 a와 b는 3차원 벡터입니다. 이제 이 두 벡터의 내적을 계산해보겠습니다.

dot_product = np.dot(a, b)
print(dot_product)

실행 결과는 다음과 같이 출력됩니다.

32

따라서, 배열 a와 b의 내적은 32가 됩니다.

벡터의 외적

벡터의 외적은 두 벡터로 생성되는 평면의 법선 벡터를 계산하는 것입니다. NumPy의 cross() 함수를 사용하여 다차원 배열에서 벡터의 외적을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 배열이 있다고 가정해봅시다.

import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])

위 배열에서 a와 b는 3차원 벡터입니다. 이제 이 두 벡터의 외적을 계산해보겠습니다.

cross_product = np.cross(a, b)
print(cross_product)

실행 결과는 다음과 같이 출력됩니다.

[-3  6 -3]

따라서, 배열 a와 b의 외적은 [-3, 6, -3]이 됩니다.

결론

NumPy를 사용하면 다차원 배열에서 벡터의 내적과 외적을 간편하게 계산할 수 있습니다. dot() 함수를 사용하여 벡터의 내적을 계산하고, cross() 함수를 사용하여 벡터의 외적을 계산할 수 있습니다. 이를 활용하여 다차원 배열 연산을 더욱 효율적으로 처리할 수 있습니다.

참고문서: NumPy 공식 문서 - dot(), NumPy 공식 문서 - cross()