Numerieke operaties in Python

Dit artikel legt numerieke operaties in Python uit.

Je kunt leren over numerieke types, een overzicht van ingebouwde functies en modules, en een overzicht van wiskundige functies in de math-module.

YouTube Video

Numerieke operaties in Python

Python is uitgerust met zeer krachtige mogelijkheden voor numerieke operaties. Hieronder volgt een uitleg van de basisnumerieke operaties in Python.

Numerieke typen

Python heeft voornamelijk de volgende numerieke typen.

 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 (geïntegererd type) vertegenwoordigt gehele getallen zoals 10 of -5.
• float (zwevende-komma type) vertegenwoordigt getallen met decimale punten, zoals 3.14 of -0.001.
• complex (complex getal type) vertegenwoordigt complexe getallen, zoals 2 + 3j. Hier is j het imaginaire eenheid.

Ingebouwde functies en modules

Python biedt ook veel ingebouwde functies en modules die nuttig zijn voor numerieke operaties.

• De abs(x)-functie geeft de absolute waarde terug.

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

Deze code is een voorbeeld van het gebruik van de functie abs() om de absolute waarde van een getal te verkrijgen.

• De round(x, n)-functie rondt de waarde af op n decimalen.

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

Deze code is een voorbeeld van het gebruik van de functie round() om een getal af te ronden op een opgegeven aantal decimalen.

• De math-module biedt geavanceerdere wiskundige functies.

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)

Deze code is een voorbeeld van het gebruik van de module math om geavanceerde wiskundige berekeningen uit te voeren, zoals vierkantswortels en trigonometrische functies.

• De decimal-module ondersteunt decimale berekeningen met hoge precisie.

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)

Deze code is een voorbeeld van het vermijden van fouten met drijvende komma's en het uitvoeren van zeer nauwkeurige decimale berekeningen met behulp van de decimal module.

• De fractions-module behandelt rationale getallen (breuken).

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

Met deze functies maakt Python het eenvoudig om verschillende numerieke berekeningen uit te voeren. Vanwege de precisiebeperkingen van berekeningen met zwevende-kommagetallen wordt de decimal-module aanbevolen voor berekeningen die een hogere precisie vereisen.

Wiskundige functies in Python

In Python is er een handig module genaamd math voor het gebruik van wiskundige functies. Deze module biedt veel functies die nodig zijn voor het uitvoeren van wiskundige berekeningen. Laten we eens kijken naar enkele representatieve functies van de math module.

Basis Wiskundige Functies

• math.sqrt(x): Geeft de vierkantswortel van x terug. x moet een niet-negatief getal zijn.
• math.pow(x, y): Geeft x tot de macht y terug.
• math.exp(x): Geeft het exponentiële van x ((e^x)) terug.
• math.log(x[, base]): Berekent de natuurlijke logaritme of de logaritme volgens de opgegeven basis. Als basis is weggelaten, wordt de natuurlijke logaritme berekend.

Goniometrische Functies

• math.sin(x): Geeft de sinus van x (in radialen) terug.
• math.cos(x): Geeft de cosinus van x (in radialen) terug.
• math.tan(x): Geeft de tangens van x (in radialen) terug.

Inverse goniometrische functies

• math.asin(x): Geeft de arcsinus (inverse sinus) van x terug.
• math.acos(x): Geeft de arccosinus (inverse cosinus) van x terug.
• math.atan(x): Geeft de arctangens (inverse tangens) van x terug.

Hyperbolische Functies

• math.sinh(x): Geeft de hyperbolische sinus van x terug.
• math.cosh(x): Geeft de hyperbolische cosinus van x terug.
• math.tanh(x): Geeft de hyperbolische tangens van x terug.

Constanten

• math.pi: Een constante die de verhouding weergeeft van de omtrek van een cirkel tot zijn diameter ((\pi)).
• math.e: Een constante die de basis weergeeft van de natuurlijke logaritme ((e)).

Voorbeelden van Berekeningen

Hier zijn enkele voorbeelden.

 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

• Deze code gebruikt de math-module om berekeningen uit te voeren zoals vierkantswortels, exponentiatie, natuurlijke logs en trigonometrische functies, en toont ook constanten zoals pi en de Euler-getal.

Samenvatting

In dit voorbeeld hebben we de math-module gebruikt, maar Python biedt ook uitgebreide ondersteuning voor geavanceerde wiskundige berekeningen en het genereren van willekeurige getallen. Door bibliotheken zoals NumPy of SciPy te gebruiken, kun je profiteren van krachtigere en meer diverse wiskundige functionaliteiten.

Je kunt het bovenstaande artikel volgen met Visual Studio Code op ons YouTube-kanaal. Bekijk ook het YouTube-kanaal.

YouTube Video