mat_cond — MATH `linalg` op

• Datenarten: matrix → measurement

• Aufruf: import mathops; mathops.mat_cond(a) (oder opsmath.get("mat_cond"))

Verwendung

Spektrale (2-Norm-)Konditionszahl `s_max / s_min` — der numerische Warnkanarienvogel der ganzen Linalg-Familie.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

`cond == 1` for an orthogonal/orthonormal matrix (the best possible);

`inf` (returned, not raised — the question "how conditioned is it?" has

that honest answer) for an exactly singular one. A solve against *A* loses

roughly `log10(cond(A))` significant digits (Golub & Van Loan §2.6):

• `cond ~ 1e3` — comfortable, ~13 digits survive.

• `cond ~ 1e8` — half the digits are gone; residuals may still look

small while parameters are off.

• `cond > 1e12 — **do not trust** :func:mat_solve` here: at best ~3

digits remain. Rescale/centre the problem, or switch to

:func:mat_lstsq / :func:mat_pinv with an honest `rcond`.

Defined for any rectangular `(m, n)` matrix (via its singular values).

HALCON: no direct operator (combine `norm_matrix` of *A* and of its

inverse).

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

Jeder mathops-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):

• **Komplexe Eingaben lösen ValueError aus** — die Umwandlung nach float64 verwirft den Imaginärteil stillschweigend (numpy meldet nur eine ComplexWarning und liefert eine plausibel aussehende, falsche reelle Zahl). Schreiben Sie .real/.imag/abs() explizit oder nutzen Sie complexops.

• **Masked Arrays mit maskierten Elementen lösen ValueError aus** — die implizite Umwandlung, die die Maske abstreift und die Rohwerte darunter verwendet, wird abgelehnt. Geben Sie explizit an, ob gefüllt oder verworfen wird.

• **NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus** (mit Anzahl abgelehnt — es pflanzt sich durch das gesamte Ergebnis fort).

• Formen sind strikt: 1-D und 2-D werden nie implizit hochgestuft oder gebroadcastet (eine Matrix im Vektor-Slot oder ein Vektor im Matrix-Slot löst ValueError aus; reshapen Sie explizit).

• Größenobergrenze: Operatoren, die eine Matrix nehmen, sowie die stat_histogram-Bins lösen jenseits von mathops.MAX_ELEMENTS (2^26 ≈ 67 Mio. Elemente) ValueError aus.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie math_metrology

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• math_metrology — py -3.11 examples/math_metrology.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `measurement` als Eingabe)

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Gleiche Kategorie (`linalg`)

mat_solve · mat_lstsq · mat_svd · mat_eigh · mat_pinv

*Provenance: mathops.py — MATH Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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