파이썬에서의 수치 연산
이 글은 파이썬에서의 수치 연산에 대해 설명합니다.
숫자 유형, 기본 제공 함수와 모듈 개요, 그리고 math 모듈의 수학 함수 개요에 대해 배울 수 있습니다.
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파이썬에서의 수치 연산
파이썬은 수치 연산을 위한 매우 강력한 기능을 갖추고 있습니다. 아래는 파이썬에서의 기본 수치 연산에 대한 설명입니다.
숫자 유형
Python은 주로 다음과 같은 숫자 유형을 가지고 있습니다.
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(정수형)**은
10이나-5와 같은 정수를 나타냅니다. - **float(실수형)**은
3.14나-0.001처럼 소수점을 가진 숫자를 나타냅니다. - **complex(복소수형)**은
2 + 3j와 같은 복소수를 나타냅니다. 여기서j는 허수 단위를 의미합니다.
기본 제공 함수 및 모듈
파이썬은 수치 연산에 유용한 많은 기본 제공 함수와 모듈도 제공합니다.
abs(x)함수는 절대값을 반환합니다.
1result = abs(-10) # result is 10
2print(result)abs() 함수를 사용하여 숫자의 절대값을 구하는 예제 코드입니다.
round(x, n)함수는 값을 소수점 n자리까지 반올림합니다.
1result = round(3.14159, 2) # result is 3.14
2print(result)round() 함수를 사용하여 숫자를 지정된 소수점 자리까지 반올림하는 예제 코드입니다.
math모듈은 더 다양한 수학 함수를 제공합니다.
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)math 모듈을 사용하여 제곱근이나 삼각함수와 같은 고급 수학 계산을 수행하는 예제 코드입니다.
decimal모듈은 고정밀 소수 계산을 지원합니다.
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)이 코드는 부동 소수점 오류를 방지하고 decimal 모듈을 사용하여 고정밀 소수 계산을 수행하는 예제입니다.
fractions모듈은 유리수(분수)를 다룹니다.
1from fractions import Fraction
2result = Fraction(1, 3) + Fraction(1, 6) # result is Fraction(1, 2)
3print(result)이러한 기능 덕분에 파이썬은 다양한 수치 계산을 쉽게 수행할 수 있습니다. 소수 계산의 정밀도 제한으로 인해, 더 높은 정밀도가 필요한 계산에는 decimal 모듈을 사용하는 것이 권장됩니다.
파이썬에서의 수학 함수
파이썬에는 수학적 기능을 사용할 수 있는 math라는 유용한 모듈이 있습니다. 이 모듈은 수학 계산을 수행하는 데 필요한 많은 기능을 제공합니다. math 모듈의 대표적인 기능 몇 가지를 살펴보겠습니다.
기본 수학 함수
math.sqrt(x):x의 제곱근을 반환합니다.x는 음수가 아닌 숫자여야 합니다.math.pow(x, y):x를y제곱한 값을 반환합니다.math.exp(x):x의 지수 함수 값 ((e^x))을 반환합니다.math.log(x[, base]): 자연 로그 또는 지정된base에 대한 로그 값을 계산합니다.base가 생략되면 자연 로그가 계산됩니다.
삼각 함수
math.sin(x):x의 사인값 (라디안 단위)을 반환합니다.math.cos(x):x의 코사인값 (라디안 단위)을 반환합니다.math.tan(x):x의 탄젠트값 (라디안 단위)을 반환합니다.
역삼각함수들
math.asin(x):x의 아크사인값 (역사인값)을 반환합니다.math.acos(x):x의 아크코사인값 (역코사인값)을 반환합니다.math.atan(x):x의 아크탄젠트값 (역탄젠트값)을 반환합니다.
쌍곡선 함수
math.sinh(x):x의 쌍곡선 사인값을 반환합니다.math.cosh(x):x의 쌍곡선 코사인값을 반환합니다.math.tanh(x):x의 쌍곡선 탄젠트값을 반환합니다.
상수
math.pi: 원의 둘레와 지름의 비율을 나타내는 상수 ((\pi))입니다.math.e: 자연 로그의 밑을 나타내는 상수 ((e))입니다.
계산 예제
몇 가지 예시가 있습니다.
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- 이 코드는
math모듈을 사용하여 제곱근, 거듭제곱, 자연 로그, 삼각 함수와 같은 계산을 수행하고 파이와 오일러 수와 같은 상수도 표시합니다.
요약
이 예시에서는 math 모듈을 사용했지만, Python은 고급 수학 계산 및 난수 생성에 대해 광범위한 지원을 제공합니다. NumPy나 SciPy 같은 라이브러리를 사용하면 더 강력하고 다양한 수학 기능을 활용할 수 있습니다.
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