Разбираем модуль math в Python

Введение

Python имеет множество встроенных модулей, которые делают разработку приложений на этом языке более удобной и эффективной. Один из таких модулей — модуль math. В нем содержатся математические функции и константы, которые могут быть полезны во многих приложениях. В статье разберем основные функции модуля более подробно.

Арифметические функции

Арифметические функции используются для различных математических операций, таких как представление чисел в разных формах и выполнение различных вычислений. 

Округление чисел. Функции ceil() и floor()

Функция ceil() служит для округления чисел до наименьшего целого числа, а floor() — до наибольшего целого числа:

Пример использования функций ceil() и floor():

import math

x = 7.6
y = 3.2

print(math.ceil(x))  # выведет 8
print(math.floor(y)) # выведет 3

Возведение в степень. Функция pow()

Функция pow() позволяет возводить число в степень.

math.pow(x, y) — вернёт число x в степени y.

Пример использования функции pow():

import math

print(math.pow(5, 3))  # выведет 125.0

Квадратный корень числа. Функция sqrt()

Функция sqrt() позволяет вычислить квадратный корень из числа.

math.sqrt(x) — вернёт квадратный корень числа x.

import math

x = 25

print(math.sqrt(x)) # выведет 5.0

Модуль числа. Функция fabs()

Функция fabs() возвращает абсолютное значение числа с плавающей точкой (float). Она работает аналогично встроенной функции abs() для целых чисел, но принимает и возвращает значения с плавающей запятой.

math.fabs(x) — вернёт число x в абсолютном виде с плавающей точкой.

Пример использования функции fabs():

import math

print(math.fabs(-50))  # выведет 50.0

Получение НОД. Функция gcd()

Функция gcd() позволяет найти наибольший общий делитель двух чисел.

math.gcd(x, y) — вернёт наибольший общий делитель чисел x и y.

Пример использования функции gcd():

import math

x = 15
y = 30

print(math.gcd(x, y))  # выведет 15

Вычисление суммы последовательности. Функция fsum()

Функция fsum() позволяет вычислить сумму значений в последовательности с плавающей точкой с повышенной точностью, чтобы избежать ошибок округления, которые могут возникать при использовании стандартной функции sum().

math.fsum(sequence) — вернёт сумму значений в последовательности sequence.

Пример использования функции fsum():

import math

mylist = [1, 0.1, 0.2, 0.3, 3]
result = math.fsum(mylist)

print(result) # выведет 4.6

Экспонента. Функция exp()

Функцию exp(), возвращает экспоненту (e в степени x), где x — аргумент функции.

math.exp(x) — вернёт экспоненту числа x.

Пример использования функции exp():

import math

x = math.exp(1)

print(x)  # выведет 2.718281828459045

Тригонометрические функции

В модуле math присутствуют тригонометрические функции: sin(), cos(), tan(), asin(), acos(), atan(), radians(), degrees(). Все они работают только в радианах, поэтому необходимо переводить градусы в радианы.

math.sin(x) — вернёт синус числа x в радианах;

math.cos(x) — вернёт косинус числа x в радианах;

math.tan(x) — вернёт тангенс числа x в радианах;

math.asin(x) — вернёт арксинус числа x в радианах;

math.acos(x) — вернёт арккосинус числа x в радианах;

math.atan(x) — вернёт арктангенс числа x в радианах.

math.radians(x) — вернёт преобразованное в радианы число x.

math.degrees(x) — вернёт преобразованное в радианы число x.

Примеры:

import math

x = math.radians(45)

print(x)   # выведет 7853981633974483
print(math.sin(x))   # выведет 0.7071067811865476
print(math.cos(x))   # выведет 0.7071067811865476
print(math.tan(x))   # выведет 0.9999999999999999
print(math.asin(x))   # выведет 0.9033391107665127
print(math.acos(x))   # выведет 0.6674572160283838
print(math.atan(x))   # выведет 0.6657737500283538
print(math.degrees(x))   # выведет 45.0

Константы

Модуль math также содержит часто используемые математические константы, такие как Число Пи и Число Эйлера.

math.pi — вернёт число Пи;

math.e — вернёт число Эйлера.

import math

print(math.pi)  # выведет 3.141592653589793
print(math.e)   # выведет 2.718281828459045

Логарифмы. Функции log() и log10()

Функция log() позволяет вычислить натуральный логарифм числа. Также можно вычислять десятичный логарифм используя функцию log10(). Если нужно найти логарифм по другому основанию, необходимо использовать формулу:

\log(x, base) = \frac{\ln(x)}{\ln(base)}

math.log(x) — вернёт логарифм числа x;

math.log10(x) — вернёт десятичный логарифм числа x.

Пример использования функций log() и log10():

import math

x = 10

print(math.log(x))  # выведет 2.302585092994046
print(math.log(x, 2))  # выведет 3.3219280948873626
print(math.log10(x))  # выведет 1.0 (логарифм по основанию 10)

Заключение

В итоге, модуль math является очень полезным инструментом для работы с математическими операциями и генерации случайных чисел в Python. Он содержит большое количество функций для различных задач, что позволяет работать с числами более эффективно и быстро.

В ходе статьи мы с Вами разобрали основные функции модуля math в Python.

Надеюсь Вам понравилась статья, желаю удачи и успехов! 🙂