Python 中的 math 模块 是一个内置库,包含了一系列数学函数和常量。它通常用于执行标准数学运算,例如四舍五入、三角函数、对数等,并且能提供精确可靠的结果。
为什么我们需要 Math 模块?
- 为复杂的数学运算(如平方根、幂运算和三角函数)提供内置函数。
- 提供诸如 pi 和 e 等常量,这对于科学和工程计算非常有用。
- 相比于手动计算或自定义函数,它能提高准确性和性能。
- 帮助轻松执行对数和指数运算。
- 支持现实世界的应用,如物理学、统计学、几何学和金融学。
导入 math 模块
要在 Python 中使用数学常量和函数,我们需要导入 math 模块:
> import math
一旦导入,我们就可以访问各种常量。让我们来探索其中的一部分:
Math 模块中的常量
Python math 模块提供了各种常量的值,例如 pi 和 tau。我们可以利用这些常量轻松写出它们的值。math 模块提供的常量包括:
- 欧拉数 (Euler‘s Number)
- 圆周率 (Pi)
- 圆周率倍数 (Tau)
- 无穷大
- 非数字
让我们通过示例来看看 math 模块中的常量:
1. 欧拉数 (Euler‘s Number)
math.e 常量返回欧拉数:2.71828182846。
语法:
> math.e
示例: 此代码打印数学常量 e 的值。
Python
CODEBLOCK_548e9959
输出
2.718281828459045
2. 圆周率 (Pi)
大家一定都很熟悉 pi。pi 通常表示为 22/7 或 3.14。math.pi 提供了更精确的 pi 值。
语法:
> math.pi
示例 1: 此代码打印数学常量 pi 的值。
Python
CODEBLOCK_eb29cfd6
输出
3.141592653589793
示例 2: 此代码使用 pi 计算圆的面积。
Python
CODEBLOCK_2f59df6e
输出
50.26548245743669
3. 圆周率倍数
Tau 被定义为圆的周长与半径的比率。math.tau 常量返回 tau 的值:6.283185307179586。
语法:
> math.tau
示例: 此代码打印数学常量 tau 的值。
Python
CODEBLOCK_c72d2272
输出
6.283185307179586
4. 无穷大
无穷大基本上意味着某种事物在正负两个方向上都是无止境或无边无界的。它不能用一个数字来表示。Python 的 math.inf 常量返回正无穷大。对于负无穷大,请使用 -math.inf。
语法:
> math.inf
示例 1: 此代码打印正无穷大和负无穷大。
Python
CODEBLOCK_5ecca937
输出
inf
-inf
示例 2: 此代码将无穷大与一个非常大的数字进行比较。
Python
CODEBLOCK_600a0bd1
输出
True
True
5. 非数字 值
Python 的 math.nan 常量返回一个浮点数 nan(非数字)值。这个值不是一个合法的数字。nan 常量等同于 float(“nan”)。
示例: 此代码打印 math.nan 的值。
Python
CODEBLOCK_b0f24d54
输出
nan
Math 模块中的数值函数
在这一节中,我们将处理那些用于数论以及表示论(例如求一个数的阶乘)的函数。我们将结合示例和用例来讨论这些数值函数。
1. 求向上取整和向下取整的值
向上取整值是指大于该数字的最小整数值,而向下取整值是指小于该数字的最大整数值。我们可以分别使用 ceil() 和 floor() 方法轻松计算它们。
示例: 此代码打印 2.3 的向上取整和向下取整值。
Python
CODEBLOCK_e368382d
输出
The ceil of 2.3 is : 3
The floor of 2.3 is : 2
2. 求阶乘
使用 factorial() 函数,我们可以在一行代码中求出一个数的阶乘。如果数字不是整数,则会显示错误消息。
示例: 此代码打印阶乘