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통계관련 함수와 메서드 사전

A B C d E F G H I K L M N O P Q R S T U V W Z A statsmodels.ap.stats.anova_lm(x) statsmodels.formula.api.ols 에 의해 생성되는 모형 즉, 클래스 인스턴스(x)를 인수로 받아 anova를 실행합니다. np.argsort(x, axis=-1, kind=None) 객체 x를 정렬할 경우 각 값에 대응하는 인덱스를 반환합니다. Axis는 기준 축을 지정하기 위한 매개변수로서 정렬의 방향을 조정할 수 있음(-1은 기본값으로 마지막 축) pandas.Series.autocorr(lag=1) lag에 전달한 지연수에 따른 값들 사이의 자기상관을 계산 B scipy.stats.bernoulli(x, p) 베르누이분포에 관련된 통계량을 계산하기 위한 클래스를 생성합니다. x: 랜덤변수 p: 단일 시행에서의 확률 scipy.stats.binom(x, n, p) 이항분포에 관련된 통계량을 계산하기 위한 클래스를 생성합니다. x: 랜덤변수 n: 총 시행횟수 p: 단일 시행에서의 확률 C scipy.stats.chi2.pdf(x, df, loc=0, scale=1) 카이제곱분포의 확률밀도함수를 계산 $$f(x, k) =\frac{1}{2^{\frac{k}{2}−1}Γ(\frac{k}{2})}x^{k−1}\exp\left(−\frac{x^2}{2}\right)$$ x: 확률변수 df: 자유도 pd.concat(objs, axis=0, join=’outer’, …) 두 개이상의 객체를 결합한 새로운 객체를 반환. objs: Series, DataFrame 객체. Axis=0은 행단위 즉, 열 방향으로 결합, Axis=1은 열단위 즉, 행 방향으

치환미분

치환미분 결합함수의 미분 을 계산하기 위해 사용할 수 있는 치환방법을 소개했습니다. 이것을 좀더 일반화하여 여러 형태에 사용되는 치환미분을 살펴봅니다. 다음 함수는 거듭제곱 형태로서 연쇄법칙을 적용하여 미분할 수 있습니다. $$y=\sqrt{(x^2+a^2)^3}$$ 미분 계산을 위해서는 함수를 최대한 간단하게 정리하는 것이 유리합니다. 위 함수에서 $x^2 + a^2 = u$로 치환하면 다음과 같이 정리됩니다. $y=\sqrt{u^3}$ 위와 같이 치환에 의한 함수의 미분의 과정은 다음과 같습니다. $\displaystyle u=x^2+y^2$ $\displaystyle y=\sqrt{u^3}$ $\displaystyle \frac{du}{dx}=2x$ $\displaystyle \frac{du}{dx}=\frac{3\sqrt{u}}{2}$ $\displaystyle \frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du} \frac{du}{dx}$ 위 과정의 1과 2 단계는 치환 과정이며 3과 4 단계는 각각 치환된 함수를 미분한 것입니다. 최종 결과인 5 단계에서는 3과 4 단계의 결과들을 곱하고 치환 함수를 원래의 함수로 환원시킨 것입니다. 위의 5 단계를 계산하면 다음과 같습니다. $$3x\sqrt{u}=3x\sqrt{x^2+a^2}$$ 위의 모든 과정을 코드화하면 다음과 같습니다. a, u, x=symbols('a, u, x') u1=x**2+a**2 y=u**(Rational('3/2')) dydu=diff(y, u) #dy/du dydu $\quad \small \color{blue}{\frac{3 \sqrt{u}}{2}}$ #치환 dudx=diff(u1, x) dudx #du/dx $\quad \small \color{blue}{2x}$ dydx=dydu*dudx dydx $\quad \small \color{blue}{3 \sqrt{u} x}$ #환원 dydx.subs

고계도 미분

내용 고계도 미분 고계도미분의 적용 고계도 미분 고계도 함수(higher order function)를 함수를 여러 번 미분하는 것을 고계도 미분 이라고 합니다. 함수 $y = x^5$를 여러 번 미분해 봅니다. [첫번째 미분] $ \displaystyle y'=\frac{dy}{dx}=5x^4$ [두번째 미분] $\displaystyle y''=\frac{d^2y}{dx^2}=5\cdot4 x^3=20x^3$ [세번째 미분] $\displaystyle y'''=\frac{d^3y}{dx^3}=5\cdot 4 \cdot 3 x^2=60x^2$ [네번째 미분] $\displaystyle y^{(4)}=\frac{d^4y}{dx^4}=5\cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 x^3=120x$ [다섯번째 미분] $\displaystyle y^{(5)}=\frac{d^5y}{dx^5}=5\cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 x^3=120$ [여섯째 미분] $\displaystyle y^{(6)}=\frac{d^6y}{dx^6}=0$ 위의 식 y = x 5 는 독립변수 x에 대한 종속변수 y의 함수입니다. 일반적으로 함수는 φ(), f() 등으로 나타냅니다. 그러므로 다음과 같이 표현할 수 있습니다. $$f(x)=x^n$$ x에 관한 y의 미분을 나타내는 $\frac{dy}{dx}$는 f′(x)와 같이 나타낼 수 있습니다. 위의 표에서 나타낸 다중의 미분의 표현 역시 f()를 사용하여 나타낼 수 있습니다.(식 1) $$\begin{align} \tag{1} &\frac{dy}{dx}=f'(x)=nx^{n-1}\\ &\frac{d}{dx}\left(\frac{dy}{dx}\right)=\frac{d^2y}{dx^2}=f'(x)=n(n-1)x^{n-2}\\ &\frac{dy}{dx}\l

결합함수의 미분

내용 함수들의 합과 차 함수들의 곱 미분의 곱법칙 함수들의 나눗셈 분수의 미분규칙 지수 형태의 미분 연쇄법칙 함수들의 합과 차 두 개 이상으로 구성된 함수의 합에 대해 미분을 고려해 봅니다. 먼저 간단한 예로 다음 식의 미분을 계산합니다. $$\begin{align} y&=(x^2+c)+(ax^4+b)\\ \frac{dy}{dx}&=2x+4ax^3 \end{align}$$ x, a, b, c =symbols("x, a, b, c") y=(x**2+c)+(a*x**4+b) y ax 4 +b+c+x 2 diff(y, x) 4ax 3 +2x 위 과정은 미분 개념 을 적용하여 계산한 것입니다. 이를 응용하여 특정한 부분을 새로운 변수로 치환하는 방법을 적용해 봅니다. 먼저 위 식의 우항들을 다음과 같이 치환합니다. $$\begin{align} x^2+c&=u\\ax^4+b&=v\\ y&=u+v \end{align}$$ 위 식의 치환된 각항은 x로 구성되어 있음으로 이 식의 최종 미분인 $\displaystyle \frac{dy}{dx}$와 u와 v의 미분 관계를 식 1과 같이 정의할 수 있습니다. $$\begin{align}\tag{1} \frac{dy}{dx}&=\frac{du}{dx}+\frac{dv}{dx}\\ &=\frac{d(x^2+c)}{dx}+\frac{d(ax^4+b)}{dx}\\ &=2x+4ax \end{align}$$ 위 치환 과정을 코드화하면 다음과 같습니다. x, a, b, c =symbols("x, a, b, c") u=Function('u')(x) #(1) v=Function('v')(x) #(2) eq_u=u-x**2+c eq_u c-x 2 +u(x) eq_v=v-(a*x**4+b) eq_v -ax 4 -b+v(

미분의 개념

내용 단순한 형태의 미분 음의 거듭제곱 형태의 미분 분수형태의 거듭제곱의 경우 상수를 포함한 식의 미분 단순한 형태의 미분 예 1) 두 변수 y와 x의 관계를 나타낸 함수 $y = x^2$에 따르면 x가 증가하면 y 역시 증가합니다. 이 관계에서 두 변수 사이의 비율을 계산할 수 있습니다. 이 예제는 미분계수인 $\displaystyle \frac{dy}{dx}$의 값을 계산하는 것으로 x의 증가에 따라 식 1과 같이 표현할 수 있습니다. $$\begin{align}\tag{1}y+dy&=(x+dx)^2\\&=x^2+2xdx+(dx)^2\end{align}$$ dx는 변수 x의 작은 양이므로 위 식에서 $(dx)^2$는 작은 양들 사이의 곱이므로 다른 항에 비해 매우 작습니다. 즉, 이 항은 무시 가능하기 때문에 식 1은 식 2와 같이 정리됩니다. $$\begin{align} \tag{2}y+dy&=x^2+2xdx\\dy&=2xdx\end{align}$$ 위 식2는 미세한 구간에서 x에 대한 y의 변화율을 나타내는 것으로 미분이라고 정의합니다. 다시말하면, 일반적인 미분의 정의인 식 3과 같이 나타낼 수 있습니다. $$\begin{align} \tag{3}\frac{dy}{dx}&=2x\end{align}$$ 파이썬 sympy 패키지의 diff() 함수를 적용하여 다음과 같이 코드화 할 수 있습니다. 이 함수는 sympy객체.diff() 와 같이 메소드 형태로 적용할 수 있습니다. x=symbols("x", real=True) y=x**2 diff(y) 2x y.diff() 2x $\displaystyle \frac{dy}{dx}$는 x에 대한 y를 미분하는 결과입니다. 미분한다는 것은 미분 계수를 발견하는 것을 의미합니다. x에 관한 다른 함수에 대해 생각해 봅니다. $$u=7x^2+3$$ 위 식의 x에 대한 u의 미분은 다음과 같이 나타

R 미분과 적분

내용 expression 미분 2차 미분 mosaic를 사용한 미분 적분 미분과 적분 R에서의 미분과 적분 함수는 expression()함수에 의해 생성된 표현식을 대상으로 합니다. expression expression(문자, 또는 식) 이 표현식의 평가는 eval() 함수에 의해 실행됩니다. > ex1<-expression(1+0:9) > ex1 expression(1 + 0:9) > eval(ex1) [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > ex2<-expression(u, 2, u+0:9) > ex2 expression(u, 2, u + 0:9) > ex2[1] expression(u) > ex2[2] expression(2) > ex2[3] expression(u + 0:9) > u<-0.9 > eval(ex2[3]) [1] 0.9 1.9 2.9 3.9 4.9 5.9 6.9 7.9 8.9 9.9 미분 D(표현식, 미분 변수) 함수로 미분을 실행합니다. 이 함수의 표현식은 expression() 함수로 생성된 객체이며 미분 변수는 다음 식의 분모의 변수를 의미합니다. $$\frac{d}{d \text{변수}}\text{표현식}$$ 이 함수는 어떤 함수의 미분의 결과를 표현식으로 반환합니다. > D(expression(2*x^3), "x") 2 * (3 * x^2) > eq<-expression(log(x)) > eq expression(log(x)) > D(eq, "x") 1/x > eq2<-expression(a/(1+b*exp(-d*x))); eq2 expression(a/(1 + b * exp(-d * x))) > D(eq2, "x") a * (b * (exp(-d * x) * d))/(1 + b