Python-Modul math
Python-Modul mathBietet eine große Anzahl häufig verwendeter mathematischer Funktionen, mit denen Folgendes erreicht werden kann:
- Berechnung trigonometrischer Funktionen (sin / cos / tan)
- Logarithmische und exponentielle Operationen (log / exp / pow)
- Runden und Abschneiden (ceil / floor / trunc)
- Kombinationen, Permutationen und Fakultäten (comb / perm / factorial)
- Abstands- und geometrische Berechnung (dist / hypot / sqrt)
Es ist eine der am häufigsten verwendeten Standardbibliotheken für mathematische Operationen in Python.
Dann ist es notwendig, es zu verwenden.mathModul abgeschlossen.
mathFunktionen im Modul geben Gleitkommazahlen zurück, sofern nicht anders ausdrücklich angegeben.
Wenn Sie komplexe Zahlen berechnen müssen, verwenden Sie bittecmath-Funktionen mit demselben Namen in einem Modul.
Um math-Funktionen zu verwenden, müssen Sie sie zuerst importieren:
import math
Inhalt des math-Moduls anzeigen:
>>> import math
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']
Warum das math-Modul verwenden?
Obwohl Python über viele grundlegende Operatoren verfügt (wie zum Beispiel+、-、*、/), aber für komplexere mathematische Berechnungen, wie zum Beispiel:
- die Quadratwurzel ziehen
- Trigonometrische Funktionen
- natürlicher Logarithmus
- Umgang mit Gleitkomma-Präzision
Anwendungsbeispiele für das Python-Modul math
import math
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pow(2, 3)) # 8.0
print(math.ceil(4.2)) # 5
print(math.floor(4.9)) # 4
print(math.sin(math.pi/2))# 1.0
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pow(2, 3)) # 8.0
print(math.ceil(4.2)) # 5
print(math.floor(4.9)) # 4
print(math.sin(math.pi/2))# 1.0
Das Ausgabeergebnis ist:
4.0 8.0 5 4 1.0
Konstanten des math-Moduls
| constant | Beschreibung |
|---|---|
| math.e | Gibt die Eulersche Zahl zurück (2.7182...) |
| math.inf | Gibt eine positive Gleitkommazahl für Unendlich zurück. |
| math.nan | Gibt einen Gleitkommawert NaN (keine Zahl) zurück. |
| math.pi | π steht allgemein für Pi. Pi (3.1415...) |
| math.tau | Die mathematische Konstante τ = 6.283185... mit der verfügbaren Präzision. Tau ist eine Kreiskonstante gleich 2π, das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Radius. |
Funktionen des math-Moduls
| Funktion | Beschreibung |
|---|---|
| math.acos(x) | Gibt den Arkuskosinus von x zurück, wobei das Ergebnis im Bereich 0 bis pi liegt. |
| math.acosh(x) | Gibt den inversen hyperbolischen Kosinus von x zurück. |
| math.asin(x) | Gibt den Arkussinus von x zurück, wobei das Ergebnis im Bereich -pi/2 bis pi/2 liegt. |
| math.asinh(x) | Gibt den inversen hyperbolischen Sinus von x zurück. |
| math.atan(x) | Gibt den Arkustangens von x zurück, wobei das Ergebnis im Bereich -pi/2 bis pi/2 liegt. |
| math.atan2(y, x) | Gibt den Arkustangens der angegebenen X- und Y-Koordinatenwerte zurück, wobei das Ergebnis zwischen -pi und pi liegt. |
| math.atanh(x) | Gibt den inversen hyperbolischen Tangens von x zurück. |
| math.ceil(x) | Rundet x auf die nächste ganze Zahl auf. |
| math.comb(n, k) | Gibt die Gesamtzahl der Möglichkeiten zurück, k Elemente aus n Elementen ohne Wiederholung und ohne Reihenfolge auszuwählen. |
| math.copysign(x, y) | Gibt eine Gleitkommazahl zurück, die auf dem Absolutwert von x und dem Vorzeichen von y basiert. |
| math.cos() | Gibt den Kosinus von x im Bogenmaß zurück. |
| math.cosh(x) | Gibt den Wert des hyperbolischen Kosinus von x zurück. |
| math.degrees(x) | Wandelt den Winkel x von Bogenmaß in Grad um. |
| math.dist(p, q) | Gibt den euklidischen Abstand zwischen den Punkten p und q zurück, die als Koordinatensequenz (oder Iterable) angegeben sind. Die beiden Punkte müssen dieselbe Dimension haben. |
| math.erf(x) | Gibt die Fehlerfunktion einer Zahl zurück. |
| math.erfc(x) | Gibt die komplementäre Fehlerfunktion an der Stelle x zurück. |
| math.exp(x) | Gibt e hoch x zurück.x, wobei e = 2.718281... die Basis des natürlichen Logarithmus ist. |
| math.expm1() | Gibt Ex- 1 zurück, e hoch x, Ex, wobei e = 2.718281... die Basis des natürlichen Logarithmus ist. Dies ist normalerweise präziser als math.e ** x oder pow(math.e, x). |
| math.fabs(x) | Gibt den Absolutbetrag von x zurück. |
| math.factorial(x) | Gibt die Fakultät von x zurück. Wenn x keine ganze Zahl oder negativ ist, wird ein ValueError ausgelöst. |
| math.floor() | Rundet eine Zahl auf die nächstkleinere ganze Zahl ab. |
| math.fmod(x, y) | Gibt den Rest von x/y zurück. |
| math.frexp(x) | Gibt Mantisse und Exponent von x als Paar (m, e) zurück. m ist eine Gleitkommazahl, e ist eine ganze Zahl, sodass x == m * 2**e exakt gilt. Wenn x null ist, wird (0.0, 0) zurückgegeben; andernfalls 0.5 <= abs(m) < 1. |
| math.fsum(iterable) | Gibt die Summe der Elemente in einem Iterable (Tupel, Array, Liste usw.) als Gleitkommawert zurück. |
| math.gamma(x) | Gibt den Wert der Gammafunktion an der Stelle x zurück. |
| math.gcd() | Gibt den größten gemeinsamen Teiler der angegebenen ganzzahligen Parameter zurück. |
| math.hypot() | Gibt die euklidische Norm zurück, sqrt(sum(x**2 for x in coordinates)). Dies ist die Länge des Vektors vom Ursprung zu dem durch die Koordinaten angegebenen Punkt. |
| math.isclose(a,b) | Prüft, ob zwei Werte nahe beieinanderliegen; wenn die Werte von a und b relativ nahe beieinanderliegen, wird True zurückgegeben, andernfalls False. |
| math.isfinite(x) | Bestimmt, ob x endlich ist; wenn x weder unendlich noch NaN ist, wird True zurückgegeben, andernfalls False. |
| math.isinf(x) | Bestimmt, ob x unendlich ist. Wenn x positiv oder negativ unendlich ist, wird True zurückgegeben; andernfalls False. |
| math.isnan() | Bestimmt, ob die Zahl NaN ist. Wenn x NaN (keine Zahl) ist, wird True zurückgegeben; andernfalls False. |
| math.isqrt() | Rundet die Quadratwurzel auf die nächstniedrigere ganze Zahl ab. |
| math.ldexp(x, i) | Gibt x * (2**i) zurück. Dies ist im Grunde eine Funktion.Die Umkehrfunktion von math.frexp(). |
| math.lgamma() | Gibt den natürlichen Logarithmus der Gammafunktion für den Absolutbetrag von x zurück. |
| math.log(x[, base]) | Mit einem Parameter wird der natürliche Logarithmus von x (Basis e) zurückgegeben. |
| math.log10(x) | Gibt den Logarithmus zur Basis 10 von x zurück. |
| math.log1p(x) | Gibt den natürlichen Logarithmus (Basis e) von 1+x zurück. |
| math.log2(x) | Gibt den Logarithmus zur Basis 2 von x zurück. |
| math.perm(n, k=None) | Gibt die Gesamtzahl der Möglichkeiten zurück, k Elemente aus n Elementen ohne Wiederholung und mit Reihenfolge auszuwählen. |
| math.pow(x, y) | Gibt x hoch y zurück. |
| math.prod(iterable) | Berechnet das Produkt aller Elemente im Iterable. |
| math.radians(x) | Wandelt den Winkel x von Grad in Bogenmaß um. |
| math.remainder(x, y) | Gibt den IEEE-754-Rest von x dividiert durch y zurück. |
| math.sin(x) | Gibt den Sinus von x im Bogenmaß zurück. |
| math.sinh(x) | Gibt den hyperbolischen Sinuswert von x zurück. |
| math.sqrt(x) | Gibt die Quadratwurzel von x zurück. |
| math.tan(x) | Gibt den Tangens von x im Bogenmaß zurück. |
| math.tanh(x) | Gibt den hyperbolischen Tangens von x zurück. |
| math.trunc(x) | Gibt den abgeschnittenen ganzzahligen Teil von x zurück, das heißt, gibt den ganzzahligen Teil zurück und entfernt den Bruchteil. |
| math.cbrt(x) | Gibt die Kubikwurzel von x zurück. |
| math.exp2(x) | |
| math.lcm(*integers) | Gibt das kleinste gemeinsame Vielfache mehrerer ganzer Zahlen zurück. |
| math.modf(x) | Gibt den Bruchteil und den ganzzahligen Teil von x zurück, das Ergebnis ist ein Tupel (Bruchteil, ganzzahliger Teil). |
| math.nextafter(x, y[, steps]) | Gibt den Wert zurück, der nach einer angegebenen Anzahl von Gleitkomma-Schritten von x in Richtung y erreicht wird. |
| math.sumprod(p, q) | Gibt die Summe der Produkte der entsprechenden Elemente zweier Iterables zurück. |
| math.ulp(x) | Gibt die kleinste signifikante Gleitkomma-Einheit von x zurück (Unit in the Last Place). |
Hinweise zur Versionskompatibilität
Die folgenden Funktionen sind neu in Python 3.8+ / 3.9+ / 3.11+:
math.comb()：Python 3.8+math.perm()：Python 3.8+math.lcm()：Python 3.9+math.cbrt()：Python 3.11+math.exp2()：Python 3.11+math.sumprod()：Python 3.12+