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Imaginad que tengo una matriz de tamaño (3, 3, 2) y otra matriz de tamaño (3 , 2). Mi duda es cómo puedo realizar un producto escalar para acabar teniendo una matriz de tamaño (3, 2). El problema lo podría resolver con un bucle for y hacer np.dot a mano, pero supongo que habrá una manera más sencilla (y más optima) de hacerlo.

Un ejemplo sería:

m1 = np.array([ [ [1,2],[0,2] ], [ [3,5],[2,2] ], [ [1,5],[4,1] ] ])
m2 = np.array([ [2,2],[1,3],[2,1] ])

Y acabar teniendo una matriz igual a:

m3 = np.array([ [6,4],[18,8],[7,9] ])

Donde

m3[0,0] = np.dot(m1[0,0],m2[0]) # 6 = 1*2+2*2
m3[0,1] = np.dot(m1[0,1],m2[0]) # 4 = 0*2+2*2
m3[1,0] = np.dot(m1[1,0],m2[1]) # 18 = 3*1+5*3
m3[1,1] = np.dot(m1[1,1],m2[1]) # 8 = 2*1+2*3
m3[2,0] = np.dot(m1[2,0],m2[2]) # 7 = 1*2+5*1
m3[2,1] = np.dot(m1[2,1],m2[2]) # 9 = 4*2+1*1

Gracias de antemano por la ayuda.

1 respuesta 1

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La operación que quieres hacer puede expresarse como:

Cada elemento [i,j] del resultado se computa mediante un sumatorio de los productos de los elementos m1[i,j,k] por m2[i,k] variando la k.

Matemáticamente:

Formula

Esto se puede expresar con la notación de Einstein como "ijk,ik->ij"

Numpy soporta el cálculo de operaciones matriciales, vectoriales o tensoriales complejas, dada una cadena con la notación de Einstein, mediante la función np.einsum(), que en este caso se usaría por tanto así:

import numpy as np
m1 = np.array([ [ [1,2],[0,2] ], [ [3,5],[2,2] ], [ [1,5],[4,1] ] ])
m2 = np.array([ [2,2],[1,3],[2,1] ])

m3 = np.einsum('ijk,ik->ij', m1, m2)

El resultado es:

array([[ 6,  4],
       [18,  8],
       [ 7,  9]])

Exactamente el mismo que el que producen tus cálculos "manuales".

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  • muchísimas gracias!
    – Lexo
    Commented el 1 feb. 2021 a las 9:12

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