Python a matematika

Sčítat a odčítat umí v Pythonu každý, ale občas je potřeba spočítat goniometrické funkce nebo odmocninu nějakého čísla. V tomto článku si ukážeme, jak na to.

Python bez žádných importovaných modulů poskytuje celkem dost matematických funkcí od sčítání po mocniny, ale složitější funkce jako například goniometrické musíme naimportovat. Proto existuje modul math.

Nejprve si ukážeme některé zvláštnosti při dělení čísel v Pythonu:

>>> 5/2
2

Možná se divíte, přece 5÷2 je 2,5, ale pro Python je typ dělitele i dělenece stejný, tedy int (číslo bez desetinné čárky). Abychom se dostali k výsledku 2,5, musíme minimálně jedno číslo změnit na typ float:

>>> 5.0/2
2.5
>>> 5/2.0
2.5
>>> 5/float(2)
2.5

Python rovněž umí zjistit zbytek po dělení. K tomu slouží operátor %:

>>> 5%2
1
>>> 5.5%2
1.5
>>> 2%2
0

Modul math

Modul math je v základní distribuci a poskytuje základní matematické funkce, jako je odmocňování a goniometrické funkce.

Mocniny a odmocniny

Spočítat mocninu nějakého čísla je velmi jednoduché. Ani k tomu není potřeba modul math, no chtěl jsem, aby to bylo pohromadě s odmocninami:

>>> 5**2
25
>>> 2**3
8
>>> 4**-4
0.00390625

Ale k odmocninám je už potřeba modul math. Existuje pouze funkce pro odmocninu na druhou, ale my si ukážeme, jak udělat i větší:

>>> math.sqrt(25)
5.0
>>> 8**(1/3.0)
2.0

Jak vidíte, pro odmocninu na druhou se používá funkce sqrt() a vyšší odmocnina se spočítá jako číslo^(1/odmocnina). Odmocnina musí být typu float, jinak nám to nebude fungovat:

>>> 8**(1/3)
1

Goniometrické funkce

Vezměte si k ruce kalkulačku a vyzkoušejte spočítat sin(1). Mně na kalkulačce vyšlo přibližně 0,01745. Nyní se podívejme, jak to vyjde Pythonu:

>>> math.sin(1)
0.8414709848078965

Python udělal při výpočetu chybu? Ne, je to způsobeno tím, že my počítáme se stupni a Python s radiány. Proto mu musíme dodat číslo už převedené do radiánů:

>>> math.sin(math.radians(1))
0.017452406437283512

Výsledek je už konečně správný. Teď se jetě musíme podívat na funkci asin (arcsin). Na kalkulačce mi pro asin(1) vyšlo 90 stupňů.

>>> math.asin(1)
1.5707963267948966

Zase se výsledky nerovnají, ale v tomto případě nebudeme převádět jedničku do radianů, nýbrž výsledek do stupňů. K tomu slouží funkce degrees():

>>> math.degrees(math.asin(1))
90.0

Stejná pravidla platí samozřejmě pro práci s jinými goniometrickými funkcemi.

Modul math má i jiné funkce a konstanty, ale na ty se zvládnete podívat sami buď na Internetu, nebo vyvoláním nápovědy v příkazovém řádku:

>>> from math import*
>>> help(math)

Pro ty, kteří se zajímají o matematiku více, existují i jiné profesionální moduly. Nabízím vám odkaz s přehledem k nahlédnutí.