Numeriske operationer i Python

Denne artikel forklarer numeriske operationer i Python.

Du kan lære om numeriske typer, en oversigt over indbyggede funktioner og moduler samt en oversigt over matematiske funktioner i math-modulet.

YouTube Video

Numeriske operationer i Python

Python er udstyret med meget kraftfulde funktioner til numeriske operationer. Herunder følger en forklaring af grundlæggende numeriske operationer i Python.

Numeriske typer

Python har primært følgende numeriske typer.

 1# Integer (int)
 2x = 10
 3y = -5
 4print("x =", x, "type:", type(x))  # <class 'int'>
 5print("y =", y, "type:", type(y))  # <class 'int'>
 6print("x + y =", x + y)            # 5
 7
 8# Float
 9a = 3.14
10b = -0.001
11print("\na =", a, "type:", type(a))  # <class 'float'>
12print("b =", b, "type:", type(b))    # <class 'float'>
13print("a * 2 =", a * 2)              # 6.28
14
15# Complex
16c = 2 + 3j
17d = 1 - 1j
18print("\nc =", c, "type:", type(c))   # <class 'complex'>
19print("d =", d, "type:", type(d))     # <class 'complex'>
20print("c + d =", c + d)               # (3+2j)
21print("c * d =", c * d)               # (5+1j)

• int (heltalstype) repræsenterer heltal som 10 eller -5.
• float (flydende kommatalstype) repræsenterer tal med decimaler, såsom 3.14 eller -0.001.
• complex (komplekst tal type) repræsenterer komplekse tal, såsom 2 + 3j. Her er j den imaginære enhed.

Indbyggede funktioner og moduler

Python tilbyder også mange indbyggede funktioner og moduler, der er nyttige for numeriske operationer.

• Funktionen abs(x) returnerer den absolutte værdi.

1result = abs(-10)  # result is 10
2print(result)

Denne kode er et eksempel på at bruge abs()-funktionen til at få den absolutte værdi af et tal.

• Funktionen round(x, n) runder værdien til n decimaler.

1result = round(3.14159, 2)  # result is 3.14
2print(result)

Denne kode er et eksempel på at bruge round()-funktionen til at afrunde et tal til et angivet antal decimaler.

• Modulet math tilbyder mere avancerede matematiske funktioner.

1import math
2
3# result is 4.0 (square root)
4result = math.sqrt(16)
5print(result)
6
7# result is 1.0 (sine function)
8result = math.sin(math.pi / 2)
9print(result)

Denne kode er et eksempel på at bruge math-modulet til at udføre avancerede matematiske beregninger såsom kvadratrødder og trigonometriske funktioner.

• Modulet decimal understøtter decimalberegninger med høj præcision.

1from decimal import Decimal
2
3# result is Decimal('0.3')
4result = Decimal('0.1') + Decimal('0.2')
5print(result)
6
7# The result is 0.30000000000000004 due to floating-point inaccuracies
8print(0.1 + 0.2)

Denne kode er et eksempel på, hvordan man undgår flydende kommafejl og udfører decimalberegninger med høj præcision ved hjælp af decimal-modulet.

• Modulet fractions håndterer rationale tal (brøker).

1from fractions import Fraction
2result = Fraction(1, 3) + Fraction(1, 6)  # result is Fraction(1, 2)
3print(result)

Med disse funktioner gør Python det nemt at udføre forskellige numeriske beregninger. På grund af præcisionsbegrænsningerne ved flydende-komma beregninger anbefales decimal-modulet til beregninger, der kræver højere præcision.

Matematiske funktioner i Python

I Python er der et nyttigt modul kaldet math til brug af matematiske funktioner. Dette modul tilbyder mange funktioner, der er nødvendige for at udføre matematiske beregninger. Lad os tage et kig på nogle repræsentative funktioner i math-modulet.

Grundlæggende matematiske funktioner

• math.sqrt(x): Returnerer kvadratroden af x. x skal være et ikke-negativt tal.
• math.pow(x, y): Returnerer x opløftet til potensen y.
• math.exp(x): Returnerer eksponentielværdien af x ((e^x)).
• math.log(x[, base]): Beregner den naturlige logaritme eller logaritmen med den specificerede base. Hvis base er udeladt, beregnes den naturlige logaritme.

Trigonometriske funktioner

• math.sin(x): Returnerer sinusværdien af x (i radianer).
• math.cos(x): Returnerer cosinusværdien af x (i radianer).
• math.tan(x): Returnerer tangensværdien af x (i radianer).

Inverse trigonometriske funktioner

• math.asin(x): Returnerer arcsinus (den inverse sinus) af x.
• math.acos(x): Returnerer arccosinus (den inverse cosinus) af x.
• math.atan(x): Returnerer arctangens (den inverse tangens) af x.

Hyperbolske funktioner

• math.sinh(x): Returnerer den hyperbolske sinus af x.
• math.cosh(x): Returnerer den hyperbolske cosinus af x.
• math.tanh(x): Returnerer den hyperbolske tangens af x.

Konstanter

• math.pi: En konstant, der repræsenterer forholdet mellem en cirkels omkreds og dens diameter ((\pi)).
• math.e: En konstant, der repræsenterer grundtallet i den naturlige logaritme ((e)).

Eksempler på beregninger

Her er nogle eksempler.

 1import math
 2
 3# Square root calculation
 4print(math.sqrt(16))  # Output: 4.0
 5
 6# Power calculation
 7print(math.pow(2, 3))  # Output: 8.0
 8
 9# Natural logarithm calculation
10print(math.log(math.e))  # Output: 1.0
11
12# Trigonometric functions
13degree = 45
14radian = math.radians(degree)  # Convert to radians
15print(math.sin(radian))  # Output: 0.7071067811865475 (approximately 1/√2)
16
17# Constants
18print(math.pi)  # Output: 3.141592653589793
19print(math.e)   # Output: 2.718281828459045

• Denne kode bruger modulet math til at udføre beregninger såsom kvadratrødder, potensregning, naturlige logaritmer og trigonometriske funktioner, og viser også konstanter som pi og Eulers tal.

Sammendrag

I dette eksempel brugte vi math-modulet, men Python tilbyder også omfattende support til avancerede matematiske beregninger og tilfældige talgenerering. Ved at bruge biblioteker som NumPy eller SciPy kan du udnytte mere kraftfulde og varierede matematiske funktioner.

Du kan følge med i ovenstående artikel ved hjælp af Visual Studio Code på vores YouTube-kanal. Husk også at tjekke YouTube-kanalen.

YouTube Video