Python complex() 関数

Python3 組み込み関数

complex()Pythonで複素数（complex number）を作成するための組み込み関数です。

複素数は実部と虚部から構成され、数学や工学の分野で広く応用されています（例: 信号処理、物理シミュレーションなど）。Pythonは複素数型を標準でサポートしており、複雑な計算がより便利になります。

単語の意味： complex「複素数の」という意味で、実部と虚部を含む数を表します。

基本構文とパラメータ

complex()組み込み関数であり、直接呼び出すことができます。

構文形式

complex(real)
complex(real, imag)
complex(string)

パラメータの説明

  • パラメータ real：
    • 型: 数値（整数または浮動小数点数）
    • 説明: 複素数の実部。このパラメータのみを指定する場合、実数または複素数を表す文字列を指定できます。
  • パラメータ imag（オプション）:
    • 型: 数値（整数または浮動小数点数）
    • 説明: 複素数の虚部。
  • パラメータ string：
    • 型: 文字列
    • 説明: 複素数を表す文字列（例: "3+4j" または "3+4i"）。

関数の説明

  • 戻り値: real + imag*j の形式の複素数オブジェクトを返します。
  • 虚数単位： Pythonではj虚数単位を表します（物理学で一般的に使用されるi）。

例

例を通してcomplex()の使い方をマスターしましょう。

例1: 基本的な使い方 - 複素数を作成する

例

# 2つのパラメータを使用して複素数を作成: 実部と虚部
c1 = complex(3, 4)
print(c1)          # 出力: (3+4j)

# 虚部が0
c2 = complex(5, 0)
print(c2)          # 出力: (5+0j)

# 実部が0
c3 = complex(0, 2)
print(c3)          # 出力: 2j

# 負の虚部
c4 = complex(1, -2)
print(c4)          # 出力: (1-2j)

実行結果の期待値:

(3+4j)
(5+0j)
2j
(1-2j)

コードの解説:

  1. complex(3, 4)実部が3、虚部が4の複素数を作成します。
  2. Pythonは使用するjではなくi虚数単位を表すために。
  3. 純虚数（実部が0）または純実数（虚部が0）を作成できます。

例2: 文字列から複素数を作成する

例

# 文字列から複素数を作成する
c1 = complex("3+4j")
print(c1)          # 出力: (3+4j)

# スペースがあっても構いません
c2 = complex("  1 + 2j  ")
print(c2)          # 出力: (1+2j)

# j の代わりに i を使用（文字列内のみ）
c3 = complex("3+4j")  # Pythonは j のみ認識し、i は認識しない
print(c3)          # 出力: (3+4j)

実行結果の期待値:

(3+4j)
(1+2j)
(3+4j)

コードの解説:

  • 文字列形式の複素数は直接complex()関数に渡すことができます。
  • 文字列にはスペースを含めることができます。
  • 注意：Pythonの複素数がサポートするのはjのみで、サポートしていませんi。

例3: 複素数の演算

例

# 複素数を作成
a = complex(3, 4)
b = complex(1, 2)

# 加算
print(f"a + b = {a + b}")  # 出力: a + b = (4+6j)

# 減算
print(f"a - b = {a - b}")  # 出力: a - b = (2+2j)

# 乗算
print(f"a * b = {a * b}")  # 出力: a * b = (-5+10j)

# 除算
print(f"a / b = {a / b}")  # 出力: a / b = (2.2-0.4j)

# 共役複素数
print(f"共役: {a.conjugate()}")  # 出力: 共役: (3-4j)

# 絶対値（モジュラス）
print(f"絶対値: {abs(a)}")  # 出力: 絶対値: 5.0

実行結果の期待値:

a + b = (4+6j)
a - b = (2+2j)
a * b = (-5+10j)
a / b = (2.2-0.4j)
共轭: (3-4j)
模: 5.0

この例では、複素数の基本的な演算（加算、減算、乗算、除算、共役、絶対値）を示しています。

Python3 組み込み関数

その他の拡張