Moduł i funkcje matematyczne Pythona | Funkcje matematyczne Pythona

Python ma wiele wbudowanych funkcji, które pozwalają użytkownikowi szybko i sprawnie wykonać kilka zadań. Math to rodzaj modułu w Pythonie, który pozwala użytkownikowi na korzystanie z kilku funkcji w celu ułatwienia operacji. W module matematyki zdefiniowano kilka funkcji. Moduł zbudowany jest w języku programowania Python i może wykonywać obliczenia i zadania matematyczne.

Moduł matematyczny w Pythonie

Ogólne operacje matematyczne, takie jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie itp., można wykonywać za pomocą wbudowanych operatorów, takich jak +, - i *. Jednak operatory nie są wbudowane w takich przypadkach, gdy użytkownik musi wykonywać złożone obliczenia matematyczne, które obejmują zaawansowane operacje, takie jak funkcje logarytmiczne, wyrażenia wykładnicze itp.

Dlatego muszą istnieć konkretne rozwiązania, aby operacje matematyczne przebiegały szybko. W Pythonie zaprojektowano konkretny moduł zawierający kilka funkcji do wykonywania zaawansowanych obliczeń matematycznych. Ten moduł jest znany jako moduł „matematyka”.

Moduł posiada dostęp do funkcji matematycznych zdefiniowanych w standardzie C.

Funkcje zdefiniowane w module math nie mogą być jednak stosowane do liczb zespolonych. Jeśli użytkownik musi zastosować te funkcje w liczbach zespolonych, wówczas ta sama nazwa może być użyta z innego modułu „Cmath”. To rozróżnienie dotyczy matematyki ogólnej i funkcji liczb zespolonych, ponieważ większość użytkowników nie ma ochoty uczyć się matematyki na liczbach zespolonych. Podstawowe funkcje modułu math są napisane w CPythonie i są zgodne ze standardem C.

Dostępność modułu matematycznego pozwala użytkownikom na wykonywanie obliczeń matematycznych w aplikacji. Poniżej wymieniono kilka zastosowań matematyki modułu. Funkcje modułu matematycznego można wykorzystać do

• Obliczanie permutacji i kombinacji za pomocą silni.
• Obliczanie wysokości słupa za pomocą funkcji trygonometrycznych.
• Obliczanie rozpadu promieniotwórczego za pomocą funkcji wykładniczej.
• Obliczanie krzywej mostu wiszącego za pomocą funkcji hiperbolicznych.
• Rozwiązywanie równań, takich jak równania kwadratowe.
• Symulacja funkcji okresowych, takich jak fale świetlne, fale dźwiękowe oraz za pomocą funkcji trygonometrycznych.

Oddzielna instalacja modułu math nie jest wymagana, ponieważ jest już spakowany w wydaniu Pythona. Jednak moduł musi zostać zaimportowany, aby móc korzystać z funkcji. Do zaimportowania modułu math można użyć następującego polecenia.

Dowiedz się kursu nauki o danych z najlepszych światowych uniwersytetów. Zdobywaj programy Executive PG, Advanced Certificate Programs lub Masters Programs, aby przyspieszyć swoją karierę.

Zapoznaj się z naszymi popularnymi kursami z zakresu nauki o danych

Stałe modułu matematycznego

Wiele stałych jest już predefiniowanych w module matematycznym Pythona. Daje to kilka korzyści związanych z dostępem. Ponieważ te stałe są predefiniowane, nie ma potrzeby ich osobnego definiowania w programie, co oszczędza czas. W module math są definiowane następujące stałe.

1. Pi

Pi lub π definiuje się jako stosunek obwodu koła do średnicy koła. Liczba Pi nie jest prostym ułamkiem, ponieważ jest irracjonalna. Ma również nieskończone miejsca po przecinku, ale ogólnie liczba wynosi około 22/7, czyli wartość 3,141. w Pythonie dostęp do Pi można uzyskać za pośrednictwem modułu math za pomocą polecenia:

matematyka. Liczba Pi

Zaletą Pi jest to, że można go używać zawsze, gdy Pi jest wymagane do obliczenia dowolnego zadania, takiego jak obliczenie obwodu dowolnego koła. W takich przypadkach obwód koła będzie wynosił 2π r, gdzie można użyć wartości Pi.

Pole powierzchni koła można również obliczyć ze wzoru πr². Dlatego za każdym razem, gdy użytkownik musi wykonać określone obliczenia w Pythonie, które wykorzystują wartość Pi, stałą Pi można zaimportować bezpośrednio.

2. Tau

Tau definiuje się jako inny stosunek obwodu koła do promienia koła. Stała Tau jest równa wartości 2π, czyli przybliżonej wartości 6,28. Jest to liczba niewymierna podobna do liczby π.

Wiele obliczeń matematycznych wymaga użycia 2π iw takich przypadkach można użyć tau.

Dostęp do stałej tau można uzyskać za pomocą polecenia math.tau

Podobnie jak Pi, Tau jest również liczbą zmiennoprzecinkową.

3. Liczba Eulera

Liczba Eulera to kolejny rodzaj stałej w module matematycznym, który jest podstawą logarytmu naturalnego. Do obliczeń matematycznych, takich jak obliczanie tempa zaniku lub tempa wzrostu, można użyć funkcji. Wartość liczby Eulera jest zbliżona do wartości 2,718. Numer można zaimportować za pomocą polecenia „math.e”.

4. Nieskończoność

Ilekroć mówi się o nieskończoności, nie można go zdefiniować jako liczby; jednak jest to pojęcie w matematyce, które definiuje sytuację bez granic lub coś, co nie ma końca. Infinity może być wykorzystywane w algorytmach, gdy użytkownik chce porównać podaną wartość do absolutnego minimum lub maksimum.

W Pythonie nieskończoność jest zdefiniowana jako math.inf.

5. NaN (nie liczba)

Nan jest najczęściej używany do definiowania wartości, które nie są liczbowe. Może to być spowodowane nieprawidłowymi danymi wejściowymi lub uszkodzeniem danych liczbowych. Stała NaN została zdefiniowana w wersji Pythona 3.5. Dostęp do NaN można uzyskać za pośrednictwem math.nan.

Wiele funkcji i metod jest zawartych w module math. Niektóre funkcje modułu to:

• stropować()

Funkcja ceil() służy do zwracania wartości całkowitej, która jest najmniejsza, ale wartość powinna być większa niż liczba.

• piętro()

Funkcja ceil() służy do zwracania najbardziej całkowitej wartości, ale wartość powinna być mniejsza niż liczba.

• bajki ()

Funkcja fabs() służy do zwracania wartości bezwzględnej liczby.

• Silnia()

Funkcja silnia w module math oblicza silnię liczby i zwraca silnię. Jeśli do obliczenia silni nie zostanie wprowadzona wartość całkowita, program wyświetli komunikat o błędzie.

Poniżej przedstawiono działanie funkcji fabs() i factorial() w module matematycznym Pythona.

• hasło reklamowe(a, b)

Ta funkcja służy do zwracania liczby zmiennoprzecinkowej. Numer zwracany jest z wartością parametru 'a' ze znakiem 'b'.

• gcd():

Liczby są wymienione w argumentach. Do obliczenia największego wspólnego dzielnika dla dwóch liczb wymienionych w argumentach służy funkcja. Funkcja jest jednak kompatybilna z wersją Python 3.5 lub wyższą.

Poniżej pokazano program wykorzystujący dwie funkcje copysign(a,b) i gcd() w języku Python.

• math.log()

Metoda Python math log , tj. math.log(), służy do zwracania wartości logarytmu naturalnego dowolnej podanej liczby. Obliczenie odbywa się na podstawie e.

• math.pow(x,y)

Metoda math.pow(x,y) zwraca wartość potęgi x równą wartości y. W przypadkach, gdy wartość x okaże się nieprzyjazna lub wartość y okaże się niecałkowitą, program spowoduje wystąpienie ValueError.

• math.modf(x)

Metoda math.modf(x) służy do zwracania części ułamkowej i części całkowitej dla zmiennej x.

• obcinanie()

Metoda trunc() służy do zwrócenia obciętej wartości liczby całkowitej x.

• matematyka.cos()

Funkcja math.cos() służy do zwracania wartości cosinus liczby.

• matematyka.stopnie()

Kąt można przekonwertować na stopnie z radianów za pomocą funkcji math.degrees().

• math.erf()

Dla dowolnej liczby funkcja błędu jest zwracana za pomocą metody math.erf().

• matematyka.isinf(x)

Funkcja zwraca rzeczywistą wartość, jeśli wejście x jest ujemne lub dodatnie do nieskończoności. W przeciwnym razie funkcja zwróci wartość False.

• math.next after(x,y)

Zwracana jest liczba zmiennoprzecinkowa obok x, która przesuwa się w kierunku y.

Przeczytaj nasze popularne artykuły o Data Science

Wnioski

W artykule omówiono kilka funkcji, które są predefiniowane w module math w Pythonie. Ponadto w module zdefiniowano wiele stałych, aby ułatwić i wydajnie obliczać zaawansowane problemy matematyczne. Oprócz tych metod istnieje również kilka innych metod do różnych obliczeń.

Zrozumienie różnych funkcji i modułów w języku programowania Python, zrozumienie języka jest niezbędne. Jeśli jesteś zainteresowany, możesz sprawdzić kurs Advanced Certificate Program in Data Science oferowany przez upGrad. Kurs przeznaczony dla pracujących profesjonalistów zapewni Ci projekty z życia wzięte i przeszkoli Cię w zakresie nauki o danych. Aby uzyskać więcej pytań, możesz skontaktować się z naszym zespołem pomocy.