Python数学モジュールと関数| Python数学関数

Pythonには、ユーザーがいくつかのタスクを迅速かつ効率的に実行できるようにする多くの組み込み関数があります。 Mathは、ユーザーが操作を簡単にするためにいくつかの関数を使用できるようにするPythonのモジュールの一種です。 数学のモジュール内でいくつかの関数が定義されています。 このモジュールはPythonプログラミング言語で構築されており、数学的な計算やタスクを実行できます。

Python数学モジュール

加算、減算、乗算などの一般的な数学演算は、+、-、*などの組み込み演算子を使用して実行できます。 ただし、ユーザーが対数関数や指数式などの高度な演算を含む複雑な数学計算を実行する必要がある場合、演算子は組み込まれていません。

したがって、数学演算が迅速に実行されるように、特定のソリューションが存在する必要があります。 高度な数学的計算を実行するためのいくつかの関数を含む、特定のモジュールがPythonで設計されています。 このモジュールは「数学」モジュールとして知られています。

モジュールは、C標準で定義されている数学関数にアクセスできます。

ただし、数学モジュール内で定義された関数は、複素数には適用できません。 ユーザーがこれらの関数を複素数で適用する必要がある場合は、別のモジュール「Cmath」から同じ名前を使用できます。 ほとんどのユーザーは数学を複素数に学習したくないので、この区別は一般的な数学と複素数関数の間で行われます。 数学モジュールの基礎となる関数はCPythonで記述されており、C標準に準拠しています。

数学モジュールが利用できるため、ユーザーはアプリケーションで数学計算を実行できます。 モジュール数学のいくつかの使用法を以下に示します。 数学モジュール内の関数は、次の目的で使用できます。

• 階乗を使用した順列と組み合わせの計算。
• 三角関数を使用した極の高さの計算。
• 指数関数を使用した放射性崩壊の計算。
• 双曲線関数を使用した吊橋の曲線の計算。
• 二次方程式などの方程式を解きます。
• 光波、音波などの周期関数のシミュレーション、および三角関数の使用による。

数学モジュールはPythonのリリースですでにパッケージ化されているため、個別にインストールする必要はありません。 ただし、関数を使用するには、モジュールをインポートする必要があります。 次のコマンドは、数学モジュールのインポートに使用できます。

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数学モジュール定数

多くの定数は、Python数学モジュールですでに事前定義されています。 これには、アクセス時にいくつかの利点があります。 これらの定数は事前定義されているため、プログラムで個別に定義する必要がなく、時間を節約できます。 次の定数は、数学モジュールで定義されています。

1.円周率

円周率またはπは、円の直径に対する円の円周の比率として定義されます。 円周率の数は不合理であるため、単純な分数ではありません。 また、小数点以下の桁数は無限ですが、通常、数値は約22/7、つまり値3.141です。 Pythonでは、次のコマンドを使用して、数学モジュールからPiにアクセスできます。

算数。 円周率

Piの利点は、円周率の計算など、タスクの計算にPiが必要なときにいつでも使用できるという事実にあります。 このような場合、円周は2πrになり、 Piの値を使用できます。

また、円の面積は、式πr²を使用して計算できます。 したがって、ユーザーがPiの値を使用するPythonで特定の計算を行う必要がある場合はいつでも、定数Piを直接インポートできます。

2.タウ

タウは、円の半径に対する円の円周の別の比率として定義されます。 タウの定数は、2πの値または6.28の近似値に等しくなります。 πと同様の無理数です。

多くの数学的計算では2πを使用する必要があり、そのような場合はタウを使用できます。

タウの定数には、コマンドmath.tauからアクセスできます。

円周率と同様に、タウも浮動型の数です。

3.オイラーの数

オイラーの数は、自然対数の基礎となる数学モジュール内の別のタイプの定数です。 崩壊率や成長率の計算などの数学的計算には、関数を使用できます。 オイラーの数の値は、2.718の値に概算されます。 番号は、コマンド「math.e」を使用してインポートできます。

4.無限大

無限大という用語が言及されている場合は常に、それを数値として定義することはできません。 しかし、それは無限の状況や終わりのない何かを定義する数学の概念です。 無限大は、ユーザーが指定された値を絶対最小値または絶対値と比較したい場合にアルゴリズムで使用できます。

Pythonでは、無限大はmath.infとして定義されています。

5. NaN（数値ではありません）

Nanは主に、数値ではない値を定義するために使用されます。 これは、無効な入力の結果、または数値入力が破損したことが原因である可能性があります。 NaNの定数は、Python3.5のバージョンで定義されています。 NaNには、math.nanからアクセスできます。

モジュールmathには、多くの関数とメソッドが含まれています。 モジュール内のいくつかの機能は次のとおりです。

• ceil（）

関数ceil（）は、最小の整数値を返すために使用されますが、値は数値の値よりも大きくする必要があります。

• 床（）

関数ceil（）は最も整数の値を返すために使用されますが、値は数値よりも小さくする必要があります。

• fabs（）

関数fabs（）は、数値の絶対値を返すために使用されます。

• factorial（）

数学モジュール内の関数階乗は、数値の階乗を計算し、階乗を返します。 階乗を計算するために整数値が入力されていない場合、プログラムはエラーメッセージを表示します。

Python数学モジュールの関数fabs（）とfactorial（）の動作を以下に示します。

• copysign（a、b）

この関数は、浮動小数点数を返すために使用されます。 数値は、「b」の符号を持つパラメーター「a」の値とともに返されます。

• gcd（）：

数字は引数に記載されています。 引数に記載されている2つの数値の最大公約数を計算するには、関数を使用します。 ただし、この関数はバージョンPython3.5以降のバージョンと互換性があります。

Python言語で2つの関数copysign（a、b）とgcd（）を使用したプログラムを以下に示します。

• math.log（）

Python数学ログのメソッド、つまりmath.log（）は、任意の数値の自然対数の値を返すために使用されます。 計算はベースeに対して行われます。

• math.pow（x、y）

メソッドmath.pow（x、y）は、値yに等しいxの累乗の値を返します。 xの値が敵対的であることが判明した場合、またはyの値が非整数であることが判明した場合、プログラムはValueErrorを引き起こします。

• math.modf（x）

メソッドmath.modf（x）は、変数xの小数部分と整数部分を返すために使用されます。

• trunc（）

trunc（）メソッドは、整数xの切り捨てられた値を返すために使用されます。

• math.cos（）

関数math.cos（）は、数値の正弦値を返すために使用されます。

• math.degrees（）

角度は、関数math.degrees（）を使用してラジアンから度に変換できます。

• math.erf（）

任意の数の場合、エラー関数はメソッドmath.erf（）を介して返されます。

• math.isinf（x）

入力xが負または正の無限大の場合、関数は実際の値を返します。 それ以外の場合、関数はFalseの値を返します。

• math.next after（x、y）

xの横にある浮動小数点数が返され、yに向かって移動します。

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結論

この記事では、Pythonのモジュール数学内で事前定義されているいくつかの関数について説明しました。 また、高度な数学的問題を簡単かつ効率的に計算できるように、モジュールには多くの定数が事前定義されています。 これらの方法に加えて、さまざまな計算のために他のいくつかの方法も存在します。

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