PythonでSingular Matrixエラーを解決する方法

Pythonで行列の逆行列を求める際に、numpy.linalg.inv関数を使用すると、特異行列（行列式がゼロの行列）に対してLinAlgError: Singular matrixエラーが発生します。この記事では、そのエラーの解決方法について説明します。

numpy.linalg.invとは

numpy.linalg.inv関数は、NumPyの線形代数パッケージに含まれており、行列の逆行列を計算するために使用されます。しかし、特異行列（行列式がゼロの行列）に対しては、逆行列が存在しないため、LinAlgError: Singular matrixエラーが発生します。

エラーの解決方法

このエラーを解決するための一つの方法は、numpy.linalg.pinv関数を使用することです。numpy.linalg.pinv関数は、正則でない行列でも、逆行列のような都合のよい行列として擬逆的に正則行列のように扱えるようにして、逆行列を求めます。

以下に、numpy.linalg.invとnumpy.linalg.pinvの使用例を示します。

import numpy as np

# 正方行列Aを定義
A = np.array([[ 2., -1., 0., 0.], [-1., 2., -1., 0.], [ 0., -1., 1., 0.], [ 0., 0., 0., 0.]])

try:
    # numpy.linalg.invを使って逆行列を計算
    inv_A = np.linalg.inv(A)
except np.linalg.LinAlgError:
    print("Singular matrix")

# numpy.linalg.pinvを使って逆行列を計算
pinv_A = np.linalg.pinv(A)

このコードでは、numpy.linalg.inv関数がエラーを発生させる場合、エラーメッセージを表示し、その後numpy.linalg.pinv関数を使用して逆行列を計算します。

以上が、PythonでLinAlgError: Singular matrixエラーを解決する方法についての説明です。この情報が役立つことを願っています。