Математический модуль и функции Python | Математические функции Python

Python имеет множество встроенных функций, которые позволяют пользователю выполнять несколько задач быстро и эффективно. Math — это тип модуля в Python, который позволяет пользователю использовать несколько функций для упрощения операций. В модуле math определены несколько функций. Модуль построен на языке программирования Python и может выполнять математические расчеты и задачи.

Математический модуль Python

Общие математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и т. д., можно выполнять с помощью встроенных операторов, таких как +, - и *. Однако операторы не встроены для таких случаев, когда пользователю необходимо выполнять сложные математические вычисления, включающие сложные операции, такие как логарифмические функции, экспоненциальные выражения и т. д.

Следовательно, должны быть конкретные решения, чтобы математические операции выполнялись быстро. В Python был разработан специальный модуль, включающий несколько функций для выполнения сложных математических вычислений. Этот модуль известен как «математический» модуль.

Модуль имеет доступ к математическим функциям, которые определены в стандарте C.

Однако функции, определенные в математическом модуле, нельзя применять к комплексным числам. Если пользователю необходимо применить эти функции к комплексным числам, можно использовать то же имя из другого модуля, «Cmath». Это различие проводится между общей математикой и функциями комплексных чисел, поскольку большинству пользователей не хочется изучать математику для работы с комплексными числами. Базовые функции математического модуля написаны на CPython и соответствуют стандарту C.

Наличие математического модуля позволяет пользователям выполнять математические вычисления в приложении. Ниже перечислены несколько вариантов использования модуля math. Функции математического модуля можно использовать для

• Вычисление перестановок и комбинаций с помощью факториала.
• Расчет высоты полюса с помощью тригонометрических функций.
• Расчет радиоактивного распада с помощью экспоненциальной функции.
• Расчет кривой подвесного моста с помощью гиперболических функций.
• Решение уравнений, таких как квадратные уравнения.
• Моделирование периодических функций, таких как световые волны, звуковые волны, и с помощью тригонометрических функций.

Отдельная установка математического модуля не требуется, так как он уже упакован с выпуском Python. Однако модуль необходимо импортировать для использования функций. Следующая команда может использоваться для импорта математического модуля.

Изучите курс по науке о данных в лучших университетах мира. Участвуйте в программах Executive PG, Advanced Certificate Programs или Master Programs, чтобы ускорить свою карьеру.

Изучите наши популярные курсы по науке о данных

Константы математического модуля

Многие константы уже предопределены в математическом модуле Python. Это дает несколько преимуществ при доступе. Поскольку эти константы предопределены, нет необходимости в их отдельном определении в программе, что экономит время. Следующие константы определяются в математическом модуле.

1. Пи

Пи или π определяется как отношение длины окружности к диаметру окружности. Число Пи не является простой дробью, поскольку оно иррационально. Кроме того, он имеет бесконечное количество десятичных разрядов, но обычно число равно приблизительно 22/7 или значение 3,141. в Python к Pi можно получить доступ через математический модуль с помощью команды:

математика. Пи

Преимущества числа Пи заключаются в том, что его можно использовать всякий раз, когда число Пи требуется для вычисления какой-либо задачи, например, для вычисления длины окружности любого круга. В таких случаях длина окружности будет равна 2π r, где можно использовать значение числа Пи.

Кроме того, площадь круга можно рассчитать по формуле πr². Следовательно, всякий раз, когда пользователю нужно выполнить определенные вычисления в Python, использующие значение Pi, константу Pi можно импортировать напрямую.

2. Тау

Тау определяется как другое отношение длины окружности к радиусу окружности. Константа Тау равна значению 2π или приблизительному значению 6,28. Это иррациональное число, подобное числу π.

Многие математические расчеты требуют использования 2π, и в таких случаях можно использовать тау.

Доступ к константе тау можно получить с помощью команды math.tau

Подобно Пи, Тау также является числом с плавающей запятой.

3. Число Эйлера

Число Эйлера — это еще один тип константы в математическом модуле, который является основанием натурального логарифма. Для математических вычислений, таких как вычисление скорости затухания или скорости роста, можно использовать функции. Значение числа Эйлера приближается к значению 2,718. Число можно импортировать с помощью команды «math.e».

4. Бесконечность

Всякий раз, когда упоминается термин бесконечность, его нельзя определить как число; однако это понятие в математике, которое определяет безграничную ситуацию или что-то, что не имеет конца. Бесконечность можно использовать в алгоритмах, когда пользователь хочет сравнить заданное значение с абсолютным минимумом или максимальным значением.

В Python бесконечность определяется как math.inf.

5. NaN (не число)

Nan в основном используется для определения значений, которые не являются числовыми. Это может быть связано с неправильным вводом или повреждением числового ввода. Константа NaN была определена в версии Python 3.5. Доступ к NaN можно получить через math.nan.

В модуль math включено множество функций и методов. Некоторые из функций модуля:

• потолок()

Функция ceil() используется для возврата целочисленного значения, которое является наименьшим, но значение должно быть больше, чем у числа.

• пол()

Функция ceil() используется для возврата наиболее целочисленного значения, но это значение должно быть меньше числа.

• потрясающие()

Функция fabs() используется для возврата абсолютного значения числа.

• факториал()

Функция factorial в математическом модуле вычисляет факториал числа и возвращает факториал. Если для вычисления факториала не введено целочисленное значение, программа выдает сообщение об ошибке.

Работа функций fabs() и factorial() в математическом модуле Python показана ниже.

• копировальный знак (а, б)

Эта функция используется для возврата числа с плавающей запятой. Число возвращается со значением параметра «а», имеющего знак «б».

• НОД():

Цифры указаны в аргументах. Для вычисления наибольшего общего делителя двух чисел, указанных в аргументах, используется функция. Однако эта функция совместима с версией Python 3.5 или более поздней версией.

Ниже показана программа, использующая две функции copysign(a,b) и gcd() на языке Python.

• math.log()

Метод Python math log , т. е. math.log(), используется для возврата значения натурального логарифма любого заданного числа. Расчет производится до основания e.

• math.pow(x,y)

Метод math.pow(x,y) возвращает значение степени x, равное значению y. В тех случаях, когда значение x оказывается враждебным или значение y оказывается нецелым, программа выдает ошибку ValueError.

• math.modf(x)

Метод math.modf(x) используется для возврата дробной и целой части переменной x.

• усечение()

Метод trunc() используется для возврата усеченного значения целого числа x.

• math.cos()

Функция math.cos() используется для возврата значения косинуса числа.

• математика.градусы()

Угол можно преобразовать в градусы из радианов с помощью функции math.degrees().

• math.erf()

Для любого числа функция ошибки возвращается через метод math.erf().

• math.isinf(x)

Функция возвращает фактическое значение, если входное значение x равно отрицательной или положительной бесконечности. В противном случае функция вернет значение False.

• math.следующий после(x,y)

Возвращается число с плавающей запятой рядом с x, которое движется к y.

Читайте наши популярные статьи о науке о данных

Выводы

В статье обсуждалось несколько функций, предопределенных в модуле math в Python. Кроме того, многие константы были предопределены в модуле, чтобы сделать простые и эффективные расчеты сложных математических задач. В дополнение к этим методам существует также несколько других методов для различных расчетов.

Понимание различных функций и модулей языка программирования Python очень важно. Если вы заинтересованы, вы можете ознакомиться с курсом Advanced Certificate Program in Data Science , предлагаемым upGrad. Курс, разработанный для работающих профессионалов, предоставит вам реальные проекты и научит вас науке о данных. Если у вас есть дополнительные вопросы, вы можете связаться с нашей командой поддержки.