La biblioteca de matemáticas de Python

Introducción

Python Math Library nos proporciona acceso a algunas funciones y constantes matemáticas comunes en Python, que podemos usar en todo nuestro código para cálculos matemáticos más complejos. La biblioteca es un módulo Python incorporado, por lo tanto, no tiene que hacer ninguna instalación para usarlo. En este artículo, mostraremos el uso de ejemplo de las funciones y constantes más utilizadas de la Python Math Library.

Constantes especiales

La biblioteca matemática de Python contiene dos constantes importantes.

Tarta

El primero es Pie (π), una constante matemática muy popular. Denota la relación de circunferencia a diámetro de un círculo y tiene un valor de 3.141592653589793. Para acceder a él, primero importamos la biblioteca matemática de la siguiente manera:
import math  
Entonces podemos acceder a esta constante usando pi:
math.pi  
Salida
3.141592653589793  
Puedes usar esta constante para calcular el área o la circunferencia de un círculo. El siguiente ejemplo demuestra esto:
import math

radius = 2  
print('The area of a circle with a radius of 2 is:', math.pi * (radius ** 2))  
Salida
The area of a circle with a radius of 2 is: 12.566370614359172  
Elevamos el valor del radio a una potencia de 2 y luego lo multiplicamos por circular, según la fórmula de área de πr 2 .

Número de Euler

El número de Euler (e), que es la base del logaritmo natural, también se define en la biblioteca matemática. Podemos acceder a ella de la siguiente manera:
math.e  
Salida
2.718281828459045  
El siguiente ejemplo muestra cómo usar la constante anterior:
import math

print((math.e + 6 / 2) * 4.32)  
Salida
24.702977498943074  

Exponentes y logaritmos

En esta sección, exploraremos las funciones de la biblioteca matemática utilizadas para encontrar diferentes tipos de exponentes y logaritmos.

La función exp ()

La Python Math Library viene con la exp()función que podemos usar para calcular el poder de ePor ejemplo, e x , que significa el exponencial de x. El valor de ees 2.718281828459045.
El método se puede utilizar con la siguiente sintaxis:
math.exp(x)  
El parámetro xpuede ser un número positivo o negativo. Si xno es un número, el método devolverá un error. Demostremos el uso de este método con la ayuda de un ejemplo:
import math

# Initializing values
an_int = 6  
a_neg_int = -8  
a_float = 2.00

# Pass the values to exp() method and print
print(math.exp(an_int))  
print(math.exp(a_neg_int))  
print(math.exp(a_float))  
Salida
403.4287934927351  
0.00033546262790251185  
7.38905609893065  
Hemos declarado tres variables y valores asignados con diferentes tipos de datos numéricos. Luego los hemos pasado al exp()método para calcular sus exponentes.
También podemos aplicar este método a constantes incorporadas como se muestra a continuación:
import math

print(math.exp(math.e))  
print(math.exp(math.pi))  
Salida
15.154262241479262  
23.140692632779267  
Si pasa un valor no numérico al método, generará un error, como se demuestra aquí:
import math

print(math.exp("20"))  
Salida
Traceback (most recent call last):  
  File "C:/Users/admin/mathe.py", line 3, in <module>
    print (math.exp("20"))
TypeError: a float is required  
Se ha generado un TypeError como se muestra en la salida anterior.

La función log ()

Esta función devuelve el logaritmo del número especificado. El logaritmo natural se calcula con respecto a la base eEl siguiente ejemplo demuestra el uso de esta función:
import math

print("math.log(10.43):", math.log(10.43))  
print("math.log(20):", math.log(20))  
print("math.log(math.pi):", math.log(math.pi))  
En el script anterior, hemos pasado valores numéricos con diferentes tipos de datos al método. También hemos calculado el logaritmo natural de la piconstante. La salida se ve así:
Salida
math.log(10.43): 2.344686269012681  
math.log(20): 2.995732273553991  
math.log(math.pi): 1.1447298858494002  

La función log10 ()

Este método devuelve el logaritmo en base 10 del número especificado. Por ejemplo:
import math

# Returns the log10 of 50
print("The log10 of 50 is:", math.log10(50))  
Salida
The log10 of 50 is: 1.6989700043360187  

La función log2 ()

Esta función calcula el logaritmo de un número a la base 2. Por ejemplo:
import math

# Returns the log2 of 16
print("The log2 of 16 is:", math.log2(16))  
Salida
The log2 of 16 is: 4.0  

La función log (x, y)

Esta función devuelve el logaritmo de x con y siendo la base. Por ejemplo:
import math

# Returns the log of 3,4
print("The log 3 with base 4 is:", math.log(3, 4))  
Salida
The log 3 with base 4 is: 0.6309297535714574  

La función log1p (x)

Esta función calcula el logaritmo (1 + x), como se demuestra aquí:
import math

print("Logarithm(1+x) value of 10 is:", math.log1p(10))  
Salida
Logarithm(1+x) value of 10 is: 2.3978952727983707  

Funciones aritméticas

Las funciones aritméticas se utilizan para representar números en varias formas y realizar operaciones matemáticas en ellos. Algunas de las funciones aritméticas más comunes se discuten a continuación:
  • ceil(): devuelve el valor techo del número especificado.
  • fabs(): devuelve el valor absoluto del número especificado.
  • floor(): recupera el valor mínimo del número especificado.
  • gcd(a, b): devuelve el mayor divisor común de ab.
  • fsum(iterable): devuelve la suma de todos los elementos en un objeto iterable.
  • expm1(): devuelve (e ^ x) -1.
  • exp(x)-1: cuando el valor de x es pequeño, el cálculo exp(x)-1puede llevar a una pérdida significativa de precisión. El expm1(x)puede devolver la salida con total precisión.
El siguiente ejemplo demuestra el uso de las funciones anteriores:
import math

num = -4.28  
a = 14  
b = 8  
num_list = [10, 8.25, 75, 7.04, -86.23, -6.43, 8.4]  
x = 1e-4 # A small value of x

print('The number is:', num)  
print('The floor value is:', math.floor(num))  
print('The ceiling value is:', math.ceil(num))  
print('The absolute value is:', math.fabs(num))  
print('The GCD of a and b is: ' + str(math.gcd(a, b)))  
print('Sum of the list elements is: ' + str(math.fsum(num_list)))  
print('e^x (using function exp()) is:', math.exp(x)-1)  
print('e^x (using function expml()) is:', math.expm1(x))  
Salida
The number is: -4.28  
The floor value is: -5  
The ceiling value is: -4  
The absolute value is: 4.28  
The GCD of a and b is: 2  
Sum of the list elements is: 16.029999999999998  
e^x (using function exp()) is: 0.0001000050001667141  
e^x (using function expml()) is: 0.00010000500016667084  
Otras funciones matemáticas incluyen las siguientes:
  • pow(): toma dos argumentos flotantes y eleva el primer argumento al segundo argumento y devuelve el resultado. Por ejemplo, pow(2,2)es equivalente a 2**2.
  • sqrt(): devuelve la raíz cuadrada del número especificado.
Estos métodos se pueden utilizar como se muestra a continuación:
Poder:
math.pow(3, 4)  
Salida
81.0  
Raíz cuadrada:
math.sqrt(81)  
Salida
9.0  

Funciones trigonométricas

El módulo matemático de Python admite todas las funciones trigonométricas. Algunos de ellos se han alistado a continuación:
  • sin(a): Devuelve el seno de "a" en radianes
  • cos(a): Devuelve el coseno de "a" en radianes
  • tan(a): Devuelve la tangente de "a" en radianes
  • asin(a): Devuelve el inverso de seno. Además, hay "atan" y "acos".
  • degrees(a): Convierte un ángulo "a" de radianes a grados.
  • radians(a): Convierte el ángulo "a" de grados a radianes.
Considere el siguiente ejemplo:
import math

angle_In_Degrees = 62  
angle_In_Radians = math.radians(angle_In_Degrees)

print('The value of the angle is:', angle_In_Radians)  
print('sin(x) is:', math.sin(angle_In_Radians))  
print('tan(x) is:', math.tan(angle_In_Radians))  
print('cos(x) is:', math.cos(angle_In_Radians))  
Salida
The value of the angle is: 1.0821041362364843  
sin(x) is: 0.8829475928589269  
tan(x) is: 1.8807264653463318  
cos(x) is: 0.46947156278589086  
Tenga en cuenta que primero convertimos el valor del ángulo de grados a radianes antes de realizar las otras operaciones.

Tipo de conversión

Puedes convertir un número de un tipo a otro. Este proceso se conoce como "coerción". Python puede convertir internamente un número de un tipo a otro cuando una expresión tiene valores de tipos mixtos. El siguiente ejemplo demuestra esto:
3 + 5.1  
Salida
8.1  
En el ejemplo anterior, el entero 3 se ha forzado a 3.0, una flotación, para la operación de adición y el resultado también es una flotación.
Sin embargo, a veces es necesario que usted coaccione explícitamente un número de un tipo a otro para cumplir con los requisitos de un parámetro de función o un operador. Esto se puede hacer usando varias funciones incorporadas de Python. Por ejemplo, para convertir un entero en un flotante, tenemos que llamar a la float()función como se muestra a continuación:
a = 12  
b = float(a)  
print(b)  
Salida
12.0  
El entero se ha convertido en un flotador. Un flotador se puede convertir en un entero de la siguiente manera:
a = 12.65  
b = int(a)  
print(b)  
Salida
12  
El flotador se ha convertido en un entero al eliminar la parte fraccionaria y mantener el número base. Tenga en cuenta que al convertir un valor en un int de esta manera, se truncará en lugar de redondearse.

Conclusión

Python Math Library nos proporciona funciones y constantes que podemos usar para realizar operaciones aritméticas y trigonométricas en Python. La biblioteca viene instalada en Python, por lo que no es necesario que realice ninguna instalación adicional para poder usarla. Para más información puedes encontrar la documentación oficial aquí .

Acerca de: Programator

Somos Instinto Programador

0 comentarios:

Publicar un comentario

Dejanos tu comentario para seguir mejorando!

Con tecnología de Blogger.