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Python的Math库:使用方法及常用函数介绍

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2023-04-24 23:10:069908浏览

    Math 库概述

    math 库是 Python 提供的内置数学类函数库,因为复数类型常用于科学计算,一般计算并不常用,因此 math 库不支持复数类型,仅支持整数和浮点数运算。

    math 库一共提供了 4 个数学常数和 44 个函数。44 个函数分为 4 类,包括 16 个数值表示函数、8 个幂对数函数、16 个三角对数函数和 4 个高等特殊函数。

    math 库中函数数量较多,我们在学习过程中只需要逐个理解函数功能,记住个别常用函数即可。实际编程中,如果需要采用 math 库,可以随时查看 math 库快速参考。

    math 库中的函数不能直接使用,需要首先使用保留字 import 引用该库,引用方式如下。

    第一种: import mathmath 库中函数采用 math.4d4ebc421159e7bd77fba602bf85b125() 形式使用

    例如:

    import math
    a=math.ceil(10.2)		#向上取整
    print(a)

    11

    第二种: from math import 265e170ec04180dc123319e5b38ce9efmath 库中函数可以直接采用 265e170ec04180dc123319e5b38ce9ef() 形式使用

    例如:

    from math import floor
    a=floor(10.2)		#向下取整
    print(a)

    10

    第二种的另一种形式是 from math import * 。如果采用这种方式引入 math 库,math 库中所有函数可以采用 265e170ec04180dc123319e5b38ce9ef() 形式直接使用。

    math 库及其他函数库的引用都可以自由选取这两种方式实现。

    math 库解析

    math 库的数学常数(共 4 个)

    常数 描述
    math.pi 圆周率,值为 3.141 592 653 589 793
    math.e 自然对数,值为 2.718 281 828 459 045
    math.inf 正无穷大,负无穷大为 - math.inf
    math.nan 非浮点数标记,NaN (Not a Number)

    math 库的数值表示函数(共 16 个)

    函数 描述
    math.fabs(x) 返回 x 的绝对值
    math.fmod(x,y) 返回 x 与 y 的摸
    math.fsum([x,y,…]) 浮点数精确求和
    math.ceil(x) 向上取整,返回不小于 x 的最小整数
    math.floor(x) 向下取整,返回不大于 x 的最大整数
    math.factorial(x) 返回 x 的阶乘,如果 x 是小数或负数,返回 ValueError
    math.gcd(a,b) 返回 a 与 b 的最大公约数
    math.frexp(x) 表示 x = m*2e,返回(m,e),当 x =0,返回(0.0,0)
    math.ldexp(x,i) 返回 x*2i 运算值,math.frexp(x) 函数的反运算
    math.modf(x) 返回 x 的小数和整数部分
    math.trunc(x) 返回 x 的整数部分
    math.copysign(x,y) 用数值 y 的正负号替换数值 x 的正负号
    math.isclose(a,b) 比较 a 和 b 的相似性,返回 True 或 False
    math.isfinite(x) 当 x 不是无穷大或 NaN,返回 True;否则,返回 False
    math.isinf(x) 当 x 为正负无穷大,返回 True;否则,返回 False
    math.isnan(x) 当 x 是 NaN,返回 True;否则返回 False

    math.fsum([x,y,…]) 函数在数学求和运算中十分有用,例如:

    a=0.1 + 0.2 + 0.3
    print(a)

    0.6000000000000001

    import math
    a=math.fsum([0.1, 0.2, 0.3])
    print(a)

    0.6

    浮点数,如 0.1、0.2 和 0.3,在 Python 解释器内部表示时存在一个小数点后若干位的精度尾数,当浮点数进行运算时,这个精度尾数可能会影响输出结果。因此,在涉及浮点数运算及结果比较时,建议采用 math 库提供的函数,而不直接使用 Python 提供的运算符。

    math 库的幂对数函数(共 8 个)

    函数 数学表示 描述
    math.pow(x,y) xy 返回 x 的 y 次幂
    math.exp(x) ex 返回 e 的 x 次幂,e 是自然对数
    math.expml(x) ex-1 返回 ex 次幂减 1
    math.sqrt(x) √x 返回 x 的平方根
    math.log(x[,base]) logbasex 返回 x 的对数值,只输入 x 时,返回自然对数,即 ln x
    math.log1p(x) ln(1+x) 返回 1+x 的自然对数值
    math.log2(x) log2x 返回 x2 对数值
    math.log10(x) log10x 返回 x10 对数值

    math 库的三角运算函数(共 16 个)

    函数 数学表示 描述
    math.degrees(x) 角度 x 的弧度值转角度值
    math.radians(x) 角度 x 的角度值转弧度值
    math.hypot(x,y) √x2+y2 返回 (x,y) 坐标到原点的距离
    math.sin(x) sin x 返回 x 的正弦函数值,x 是弧度值
    math.cos(x) cos x 返回 x 的余弦函数值,x 是弧度值
    math.tan(x) tan x 返回 x 的正切函数值,x 是弧度值
    math.asin(x) arcsin x 返回 x 的反正弦函数值,x 是弧度值
    math.acos(x) arccos x 返回 x 的反余弦函数值,x 是弧度值
    math.atan(x) arctan x 返回 x 的反正切函数值,x 是弧度值
    math.atan2(x,y) arctan y/x 返回 y/x 的反正切函数值,x 是弧度值
    math.sinh(x) sinh x 返回 x 的双曲正弦函数值
    math.cosh(x) cosh x 返回 x 的双曲余弦函数值
    math.tanh(x) tanh x 返回 x 的双曲正切函数值
    math.asinh(x) atcsinh x 返回 x 的反双曲正弦函数值
    math.acosh(x) arccosh x 返回 x 的反双曲余弦函数值
    math.atanh(x) arctanh x 返回 x 的反双曲正切函数值

    math 库的高等特殊函数(共 4 个)

    math.erf(x) 高斯误差函数,应用于概率论、统计学等领域
    math.erfc(x) 余补高斯误差函数,math.erfc(x)= 1 - math.erf(x)
    math.gamma(x) 伽玛(Gamma)函数,也叫欧拉第二积分函数
    math.lgamma(x) 伽玛函数的自然对数

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