Einführung in mathematische Funktionen in Python
In Python werden alle mathematischen Notwendigkeiten mithilfe des Python-Mathematikmoduls behandelt. Dieses Modul zeichnet sich durch eine Vielzahl von darin eingebetteten mathematischen Funktionen aus. Fast alle gängigen mathematischen Funktionen sind im Mathematikmodul enthalten. Dies ist ein sofort verfügbares Standardmodul in Python. Dies kann mit der Anweisung import math importiert werden.
Verschiedene mathematische Funktionen in Python
Alle mathematischen Schlüsselfunktionen werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
1. Konstanten
Im Fall einer mathematischen Konstante wird der Wert für diese Konstante durch eine eindeutige Definition dargestellt, wobei diese Definitionen in einigen Fällen durch spezielle Symbole oder durch Namen berühmter Mathematiker oder durch andere populäre Mittel dargestellt werden. Konstanten treten in zahlreichen Bereichen der Mathematik auf, und zwar mit Hilfe von Konstanten wie π und e, die unter verschiedenen Umständen wie Zahlentheorie, Geometrie und Analysis auftreten.
Die Bedeutung einer Konstante, die "natürlich" entstehen soll und eine Konstante "interessant" macht, ist zu gegebener Zeit ein Bedarfsgegenstand, und eine Reihe mathematischer Konstanten spielen aus chronologischen Gründen eine wichtigere Rolle als aufgrund ihres grundlegenden mathematischen Interesses. Die bekanntesten Konstanten wurden im Laufe der Zeit untersucht und mit vielen Nachkommastellen berechnet.
| Konstanten | Beschreibung |
| Pi | gibt 3.141592 zurück |
| E | gibt 0, 718282 zurück |
| nan | Keine Nummer |
| inf | unendlich |
Beispiel
import math
print( "CONSTANTS IN PYTHON")
print(" PI value : ", math.pi)
print(" E value : ", math.e)
print(" nan value : ", math.nan)
print(" E value : ", math.inf)
Ausgabe :
2. Logarithmische Funktionen
Das Inverse zur Potenzierung wird als Logarithmus bezeichnet. Für jede gegebene Zahl x wird zur Bestimmung ihres jeweiligen Logarithmus der Exponent einer anderen festen Zahl mit der Basis b berechnet. In einem einfacheren Fall berechnet oder zählt der Logarithmus die numerischen Vorkommen desselben Faktors bei wiederholter Multiplikation.
Beispiel: 1000 = 10 × 10 × 10 = 103, dann ist der "Logarithmus zur Basis 10" von 1000 3. Der Logarithmus von x zur Basis b wird als logb (x) bezeichnet.
Andererseits bedeutet der Exponent einer Zahl, wie oft die Zahl in einem Multiplikationsfaktor verwendet wird.
Beispiel: 82 = 8 × 8 = 64
In Worten könnte die Darstellung von 82 als "8 hoch 2" oder einfach als "8 im Quadrat" bezeichnet werden. Andererseits bedeutet der Exponent einer Zahl, wie oft die Zahl in einem Multiplikationsfaktor verwendet wird.
| Funktion | Beschreibung |
| exp (x) | Gibt e ** x zurück |
| expm1 (x) | Gibt e ** x - 1 zurück |
| log (x (, base)) | x zum Basislogarithmus wird zurückgegeben |
| log1p (x) | Der Logarithmus von Basis 1 mit dem Wert x wird zurückgegeben |
| log2 (x) | Der Base2-Logarithmus des x-Werts wird zurückgegeben |
| log10 (x) | Der Base10-Logarithmus des x-Werts wird zurückgegeben |
| pow (x, y) | Gibt x hoch y zurück |
| sqrt (x) | Der Quadratwurzelwert für x wird zurückgegeben |
Beispiel:
import math
#variable declaration and assignation
Number_1 = 1
Number_2 = 2
Number_3 = 3
Number_4 = 4
# Applying exp() function
print(" EXPONENT VALUE ")
print(" Exponent value: ", math.exp(Number_1))
print(" \n ")
# Applying Base1 logarithm function
print(" BASE1 LOGARITHM " )
print(" BASE1 LOGARITHM VALUE of 2 : ", math.log1p(Number_2))
print(" \n " )
# Applying Base2 logarithm function
print(" BASE2 LOGARITHM " )
print(" BASE2 LOGARITHM VALUE of 2 : ", math.log2(Number_2))
print(" \n " )
# Applying Base10 logarithm function
print(" BASE10 LOGARITHM " )
print(" BASE10 LOGARITHM VALUE of 2 : ", math.log10(Number_2))
print(" \n " )
# Applying x to power of Y
print(" X^Y" )
print(" X^Y Value : ", math.pow(Number_3, Number_4))
print(" \n " )
# Applying square root determination
print(" SQUARE ROOT " )
print(" SQUARE ROOT of 4 : ", math.sqrt(Number_4))
print(" \n " )
Ausgabe :
3. Numerische Funktionen
Die numerischen Funktionen ermöglichen die Berechnung aller mathematischen Ansätze.
| Konstanten | Beschreibung |
| ceil (x) | Die kleinste Ganzzahl, die sehr viel größer oder gleich dem x-Wert ist, wird zurückgegeben |
| copysign (x, y) | Mit dem Vorzeichen y wird der Wert für x zurückgegeben |
| Fabs (x) | absoluter Wert für das x wird zurückgegeben |
| Fakultät (x) | Fakultätswert von x wird zurückgegeben |
| Etage (x) | Es wird die größte Ganzzahl zurückgegeben, die sehr viel kleiner oder gleich dem x-Wert ist |
| fmod (x, y) | Der Rest der Division von x durch y wird zurückgegeben |
| frexp (x) | Liefert die Mantisse und den Exponenten von x als Paar (m, e) |
| fsum (iterabel) | Gibt eine genaue Gleitkommasumme der Werte in der Iterationsdatei zurück |
| ist endlich (x) | Wenn x keine Unendlichkeit oder Nan ist, wird der boolesche Wert true zurückgegeben |
| isinf (x) | Wenn x eine positive oder negative Unendlichkeit hat, wird true zurückgegeben |
| isnan (x) | Gibt True zurück, wenn x eine NaN ist |
| gcd (x, y) | Für x- und y-Werte wird der am häufigsten vorkommende gemeinsame Divisorwert zurückgegeben |
| Rest (x, y) | Finden Sie den Rest, nachdem Sie x durch y geteilt haben. |
Beispiel
import math
#variable declaration and assignation
Number_1 = 10.5
Number_2 = 20
Number_3 = -30
Number_4 = -40.24566
Number_5 = 50
Number_6 = 60.94556
Number_7 = 70
Number_8 = 80
# Applying Ceil() function
print( " CEIL : Smallest integer which is very much greater than or equal to the x value is returned ")
print( " CEIL value : ", math.ceil(Number_1))
print( " \n " )
# Applying Copysign() function
print( " COPYSIGN : Smallest integer which is very much greater than or equal to the x value is returned ")
Temp_var1 = math.copysign(Number_2, Number_3)
print(" VALUE AFTER COPY SIGN : ", Temp_var1)
print(" \n ")
# Applying fabs() function
print( " FABS : absolute value for the x is returned ")
print(" ABSOLUTE VALUE FOR 40.24566 : ", math.fabs(Number_4))
print(" \n ")
# Applying Factorial() function
print(" FACTORIAL : factorial value of x is returned ")
print(" Factorial value for 50 : ", math.factorial(Number_5))
print(" \n ")
# Applying Floor() function
print(" FLOOR : largest integer which is very much less than or equal to the x value is returned " )
print(" Floor : ", math.floor(Number_6))
print(" \n ")
# Applying Fmod() function
print(" FMOD : remainder of divinding x by y value is returned ")
print(" Remainder : ", math.fmod(Number_6, Number_5))
print(" \n ")
# Applying Frexp() function
print( " FREXP : Returns the mantissa and exponent of x as the pair (m, e) " )
print(" MANTISSA EXPONENT : ", math.frexp(Number_7))
print( " \n " )
# Applying isfinite() function
print(" isfinite : if x is not an infinity or a Nan then boolean value true is returned ")
print(" Infinite or Nan (produces boolean output): ", math.isfinite(Number_8))
print(" \n ")
Ausgabe:
4. Trigonometrische Funktionen
In der Mathematik sind die trigonometrischen Funktionen Funktionen, die verwendet werden, um einen Gesichtspunkt eines rechtwinkligen Dreiecks in zwei Seitenlängen zu beschreiben. Sie haben eine Vielzahl von Anwendungen in den Wissenschaften, die sich auf die Geometrie beziehen, darunter Festkörpermechanik, Himmelsmechanik, Navigation und viele andere. Diese werden als einfache periodische Funktionen betrachtet und repräsentieren die periodischen Phänomene vom Beginn bis zum Ende der Fourier-Analyse.
| Funktion | Beschreibung |
| sin (x) | Der Sinuswert von x im Bogenmaß wird bestimmt |
| cos (x) | Der Kosinuswert von x im Bogenmaß muss bestimmt werden |
| Bräune (x) | Der Tangenswert von x im Bogenmaß muss bestimmt werden |
| Grad (x) | Umrechnung von Bogenmaß in Grad |
| Bogenmaß (x) | Grad in Bogenmaß umwandeln |
Beispiel
import math
print(" \n ")
print(" TRIGNOMETRIC FUNCTION USAGE " )
print(" \n ")
print(' The value of Sin(90 degree) : ' + str(math.sin(math.radians(90))))
print(' The value of cos(90 degree) : ' + str(math.cos(math.radians(90))))
print(' The value of tan(pi) : ' + str(math.tan(math.pi)))
print(" \n ")
Ausgabe :
Fazit - Mathematische Funktionen in Python
Wie viele andere Programmiersprachen bietet auch Python einen sehr abwechslungsreichen Satz mathematischer Funktionen, was es zu einer stark angedeuteten Programmiersprache auf hohem Niveau im Programmierbereich macht.
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