وحدة الرياضيات في بايثون والوظائف | وظائف بايثون الرياضية

تحتوي Python على العديد من الوظائف المضمنة التي تسمح للمستخدم بتنفيذ العديد من المهام بسرعة وكفاءة. الرياضيات هي نوع من الوحدات النمطية في بايثون تسمح للمستخدم باستخدام وظائف متعددة لعمليات أسهل. يتم تحديد العديد من الوظائف داخل وحدة الرياضيات. تم تصميم الوحدة بلغة برمجة Python ويمكنها إجراء العمليات الحسابية والمهام الرياضية.

وحدة الرياضيات بيثون

يمكن إجراء العمليات الحسابية العامة مثل عمليات الجمع والطرح والضرب وما إلى ذلك من خلال عوامل تشغيل مضمنة مثل + و - و *. ومع ذلك ، فإن عوامل التشغيل ليست مدمجة في مثل هذه الحالات عندما يتعين على المستخدم إجراء حسابات رياضية معقدة تتضمن عمليات متقدمة مثل الوظائف اللوغاريتمية والتعبيرات الأسية وما إلى ذلك.

لذلك ، يجب أن تكون هناك حلول محددة بحيث يتم تنفيذ العمليات الحسابية بسرعة. تم تصميم وحدة معينة في بايثون ، بما في ذلك العديد من الوظائف لتنفيذ العمليات الحسابية المتقدمة. تُعرف هذه الوحدة باسم وحدة "الرياضيات".

الوحدة لديها حق الوصول إلى الوظائف الرياضية التي تم تحديدها في معيار C.

ومع ذلك ، لا يمكن تطبيق الوظائف المحددة في وحدة الرياضيات على الأعداد المركبة. إذا احتاج المستخدم إلى تطبيق هذه الوظائف في الأعداد المركبة ، فيمكن استخدام الاسم نفسه من الوحدة النمطية المختلفة ، "Cmath". يتم التمييز بين الرياضيات العامة ووظائف الأعداد المعقدة لأن معظم المستخدمين لا يرغبون في تعلم الرياضيات للأرقام المركبة. تمت كتابة الوظائف الأساسية لوحدة الرياضيات بلغة CPython ، وهي تتبع معيار C.

يتيح توفر وحدة الرياضيات للمستخدمين إجراء عمليات حسابية على التطبيق. تم سرد عدد قليل من استخدامات وحدة الرياضيات أدناه. يمكن استخدام الوظائف داخل وحدة الرياضيات

• حساب التباديل والتوليفات من خلال استخدام عاملي.
• حساب ارتفاع العمود من خلال استخدام الدوال المثلثية.
• حساب الانحلال الإشعاعي من خلال استخدام دالة أسية.
• حساب منحنى الجسر المعلق من خلال استخدام الدوال الزائدية.
• حل المعادلات مثل المعادلات التربيعية.
• محاكاة الوظائف الدورية مثل الموجات الضوئية والموجات الصوتية ومن خلال استخدام الدوال المثلثية.

التثبيت المنفصل لوحدة الرياضيات غير مطلوب ، حيث تم تعبئتها بالفعل مع إصدار Python. ومع ذلك ، يجب استيراد الوحدة النمطية لاستخدام الوظائف. يمكن استخدام الأمر التالي لاستيراد وحدة الرياضيات.

تعلم دورة علوم البيانات من أفضل الجامعات في العالم. اربح برامج PG التنفيذية أو برامج الشهادات المتقدمة أو برامج الماجستير لتتبع حياتك المهنية بشكل سريع.

استكشف دوراتنا الشهيرة في علوم البيانات

ثوابت وحدة الرياضيات

تم تحديد الكثير من الثوابت مسبقًا في وحدة الرياضيات في بايثون. يوفر هذا العديد من المزايا عند الوصول إليها. نظرًا لأن هذه الثوابت محددة مسبقًا ، فلا داعي لتعريفها المنفصل في البرنامج ، مما يوفر الوقت. يتم تعريف الثوابت التالية في وحدة الرياضيات.

1. بي

يتم تعريف Pi أو على أنه نسبة محيط الدائرة إلى قطر الدائرة. عدد Pi ليس كسرًا بسيطًا لأنه غير منطقي. أيضًا ، يحتوي على منازل عشرية لا نهائية ، ولكن بشكل عام ، يكون الرقم تقريبًا 22/7 ، أو القيمة 3.141. في Python ، يمكن الوصول إلى Pi من خلال وحدة الرياضيات من خلال الأمر:

الرياضيات. بي

تكمن مزايا Pi في حقيقة أنه يمكن استخدامه كلما كان Pi مطلوبًا لحساب أي مهمة ، مثل حساب محيط أي دائرة. في مثل هذه الحالات ، سيكون محيط الدائرة 2π r ، حيث يمكن استخدام قيمة Pi.

أيضًا ، يمكن حساب مساحة الدائرة باستخدام الصيغة πr². لذلك ، عندما يتعين على المستخدم إجراء حسابات محددة في Python تستخدم قيمة Pi ، يمكن استيراد Pi الثابت مباشرة.

2. تاو

يتم تعريف تاو على أنها نسبة أخرى لمحيط الدائرة إلى نصف قطر الدائرة. ثابت تاو يساوي قيمة 2π ، أو قيمة تقريبية 6.28. إنه رقم غير نسبي مشابه لرقم π.

تتطلب العديد من العمليات الحسابية استخدام 2π ، وفي مثل هذه الحالات ، يمكن استخدام tau.

يمكن الوصول إلى ثابت tau من خلال الأمر math.tau

على غرار Pi ، يعتبر Tau أيضًا رقم نوع عائم.

3. رقم أويلر

رقم أويلر هو نوع آخر من الثابت داخل وحدة الرياضيات وهو أساس اللوغاريتم الطبيعي. للحسابات الرياضية مثل حساب معدل الاضمحلال أو معدل النمو ، يمكن استخدام الوظائف. تقارب قيمة رقم أويلر 2.718. يمكن استيراد الرقم من خلال الأمر "math.e".

4. اللانهاية

عندما يتم ذكر مصطلح اللانهاية ، لا يمكن تعريفه كرقم ؛ ومع ذلك ، فهو مفهوم في الرياضيات يحدد حالة لا حدود لها أو شيء لا نهاية له. يمكن استخدام اللانهاية في الخوارزميات عندما يريد المستخدم مقارنة القيمة المعطاة بالقيمة الدنيا أو القصوى المطلقة.

في بايثون ، يتم تعريف اللانهاية على أنها math.inf.

5. NaN (ليس رقمًا)

يستخدم نان في الغالب لتحديد القيم غير العددية. قد يكون هذا بسبب نتيجة المدخلات غير الصالحة أو في حالة تلف الإدخال الرقمي. تم تعريف ثابت NaN في إصدار Python 3.5. يمكن الوصول إلى NaN من خلال math.nan.

يتم تضمين الكثير من الوظائف والأساليب في وحدة الرياضيات. بعض الوظائف داخل الوحدة هي:

• سقف()

يتم استخدام وظيفة ceil () لإرجاع القيمة التكاملية التي هي الأصغر ولكن يجب أن تكون القيمة أكبر من قيمة الرقم.

• أرضية()

تُستخدم الدالة ceil () لإرجاع القيمة الأكثر تكاملاً ولكن يجب أن تكون القيمة أصغر من الرقم.

• القوات المسلحة البوروندية ()

تُستخدم الدالة fabs () لإرجاع القيمة المطلقة للرقم.

• عاملي ()

يحسب عامل الضرب داخل الوحدة النمطية للرياضيات مضروب الرقم ويعيد العامل. إذا لم يتم إدخال قيمة عدد صحيح لحساب عاملي ، ينتج عن البرنامج رسالة خطأ.

يظهر أدناه عمل الدوال fabs () والمضروب () في وحدة الرياضيات في بايثون.

• كوبيزاين (أ ، ب)

تُستخدم هذه الوظيفة لإرجاع رقم عائم. يتم إرجاع الرقم بقيمة المعلمة "أ" التي تحتوي على علامة "ب".

• gcd ():

الأرقام مذكورة في الحجج. لحساب القاسم المشترك الأكبر لرقمين مذكورين في الوسيطات ، يتم استخدام الدالة. ومع ذلك ، فإن الوظيفة متوافقة مع إصدار Python 3.5 أو إصدار أعلى.

يظهر البرنامج أدناه ، باستخدام وظيفتين copysign (a ، b) ، و gcd () في لغة Python.

• math.log ()

يتم استخدام طريقة Python math log ، أي math.log () ، لإرجاع قيمة اللوغاريتم الطبيعي لأي رقم معين. يتم الحساب على الأساس e.

• math.pow (س ، ص)

تُرجع الطريقة math.pow (x، y) قيمة قوة x تساوي القيمة y. في الحالات التي يتبين فيها أن قيمة x معادية ، أو يتبين أن قيمة y ليست عددًا صحيحًا ، سينتج عن البرنامج خطأ ValueError.

• math.modf (x)

يتم استخدام الطريقة math.modf (x) لإرجاع الجزء الكسري والجزء الصحيح للمتغير x.

• trunc ()

يتم استخدام طريقة trunc () لإرجاع القيمة المقطوعة لعدد صحيح x.

• math.cos ()

تُستخدم الدالة math.cos () لإرجاع قيمة جيب التمام لرقم.

• رياضيات. درجات ()

يمكن تحويل الزاوية إلى درجات من الراديان من خلال الدالة math.degrees ().

• math.erf ()

لأي رقم ، يتم إرجاع دالة الخطأ من خلال الطريقة math.erf ().

• math.isinf (x)

ترجع الدالة قيمة فعلية إذا كان الإدخال x سالب أو موجب لانهاية. وإلا ستُرجع الدالة قيمة False.

• math.next بعد (س ، ص)

يتم إرجاع رقم النقطة العائمة بجوار x الذي يتحرك باتجاه y.

اقرأ مقالاتنا الشهيرة في علوم البيانات

الاستنتاجات

ناقش المقال العديد من الوظائف التي تم تحديدها مسبقًا في وحدة الرياضيات في بايثون. أيضًا ، تم تحديد العديد من الثوابت مسبقًا في الوحدة لإجراء عمليات حسابية سهلة وفعالة للمسائل الرياضية المتقدمة. بالإضافة إلى هذه الطرق ، توجد أيضًا عدة طرق أخرى لعمليات حسابية مختلفة.

فهم الوظائف والوحدات النمطية المختلفة في لغة برمجة Python ، يعد فهم اللغة أمرًا ضروريًا. إذا كنت مهتمًا ، يمكنك التحقق من برنامج الشهادة المتقدمة في دورة علوم البيانات التي تقدمها upGrad. ستزودك الدورة ، المصممة للمهنيين العاملين ، بمشاريع واقعية وتدربك في علم البيانات. لمزيد من الاستفسارات ، يمكنك الاتصال بفريق المساعدة لدينا.