Содержание страницы
math – Математические функции¶math – Mathematical functions
Этот модуль всегда доступен. Он предоставляет доступ к математическим функциям, определённым в стандарте C.
Эти функции нельзя использовать с комплексными числами; для работы с ними используйте одноимённые функции из модуля cmath, если необходима поддержка комплексных чисел. Функции разделены на поддерживающие комплексные числа и не поддерживающие, потому что большинство пользователей не хотят изучать столько математики, сколько требуется для понимания комплексных чисел. Получение исключения вместо комплексного результата позволяет раньше обнаружить неожиданное комплексное число, переданное как параметр; так программист может выяснить, как и почему оно появилось.
Модуль предоставляет следующие функции. Если не указано иное, все возвращаемые значения являются числами с плавающей запятой.
Теоретико-числовые функции и функции представления¶Number-theoretic and representation functions
- math.ceil(x)¶
- Возвращает потолок x, наименьшее целое число, большее или равное x. Если x – не число с плавающей запятой, передает управление x.__ceil__(), которая должна вернуть целочисленное значение Integral.
- math.copysign(x, y)¶
- Возвращает x со знаком y. copysign копирует знаковый бит числа с плавающей запятой IEEE 754; copysign(1, -0.0) возвращает -1.0.
- math.fabs(x)¶
- Возвращает абсолютное значение x.
- math.factorial(x)¶
- Возвращает факториал x. Вызывает ValueError, если x не является целым числом или отрицательно.
- math.floor(x)¶
- Возвращает пол x, наибольшее целое число, меньшее или равное x. Если x – не число с плавающей запятой, передает управление x.__floor__(), которая должна вернуть целочисленное значение Integral.
- math.fmod(x, y)¶
- Возвращает fmod(x, y), как определено в библиотеке C платформы. Обратите внимание, что выражение Python x % y может возвращать не тот же результат. По стандарту C fmod(x, y) должен быть точно (математически, с бесконечной точностью) равен x - n*y для некоторого целого n, такого что результат имеет тот же знак, что и x, и модуль меньше abs(y). Выражение Python x % y возвращает результат со знаком y и может быть невычислимо точно для аргументов с плавающей запятой. Например, fmod(-1e-100, 1e100) равно -1e-100, но результат Python -1e-100 % 1e100 равен 1e100-1e-100, который не может быть представлен точно как float и округляется до неожиданного 1e100. По этой причине функция fmod() обычно предпочтительнее при работе с числами с плавающей запятой, а выражение Python x % y – при работе с целыми числами.
- math.frexp(x)¶
- Возвращает мантиссу и экспоненту x в виде пары (m, e). m – число с плавающей запятой, e – целое число, такие что x == m * 2**e точно. Если x равно нулю, возвращает (0.0, 0), иначе 0.5 <= abs(m) < 1. Используется для «разбора» внутреннего представления числа с плавающей запятой переносимым способом.
- math.fsum(iterable)¶
Возвращает точную сумму чисел с плавающей запятой из итерируемого объекта. Избегает потери точности, отслеживая несколько промежуточных частичных сумм. Точность алгоритма зависит от гарантий арифметики IEEE-754 и типичного случая, когда режим округления – half-even.
Примечание
Точность fsum() может ухудшаться в сборках, которые используют сложение с расширенной точностью и затем дважды округляют результаты.
- math.isinf(x)¶
- Проверяет, является ли число с плавающей запятой x положительной или отрицательной бесконечностью.
- math.isnan(x)¶
- Проверяет, является ли число с плавающей запятой x NaN (не числом). NaN являются частью стандартов IEEE 754. Такие операции, как (но не ограничиваясь) inf * 0, inf / inf или любая операция с NaN, например nan * 1, возвращают NaN.
- math.modf(x)¶
- Возвращает дробную и целую части x. Оба результата имеют тот же знак, что и x, и являются числами с плавающей запятой.
- math.trunc(x)¶
- Возвращает значение Real x, усечённое до типа Integral (обычно целого числа). Передает управление x.__trunc__().
Обратите внимание, что frexp() и modf() имеют другой шаблон вызова/возврата, чем их эквиваленты в C: они принимают один аргумент и возвращают пару значений, а не возвращают второе значение через «выходной параметр» (такого в Python нет).
Для функций ceil(), floor() и modf() обратите внимание, что все числа с плавающей запятой достаточно большой величины являются точными целыми числами. Числа с плавающей запятой Python обычно имеют не более 53 бит точности (как и тип double в C), и в этом случае любой float x с abs(x) >= 2**52 обязательно не имеет дробных битов.
Степенные и логарифмические функции¶Power and logarithmic functions
- math.exp(x)¶
- Возвращает e**x.
- math.log(x[, base])¶
- Возвращает логарифм x по заданному основанию base. Если основание base не указано, возвращает натуральный логарифм x (то есть логарифм по основанию e).
- math.log1p(x)¶
- Возвращает натуральный логарифм 1+x (основание e). Результат вычисляется способом, точным для x вблизи нуля.
- math.log10(x)¶
- Возвращает десятичный логарифм (по основанию 10) числа x.
- math.pow(x, y)¶
- Возвращает x, возведённое в степень y. Особые случаи по возможности следуют Приложению ‘F’ стандарта C99. В частности, pow(1.0, x) и pow(x, 0.0) всегда возвращают 1.0, даже когда x – ноль или NaN. Если и x, и y конечны, x отрицательно, а y не является целым, то pow(x, y) не определён и вызывает ValueError.
- math.sqrt(x)¶
- Возвращает квадратный корень из x.
Тригонометрические функции¶Trigonometric functions
- math.acos(x)¶
- Возвращает арккосинус x в радианах.
- math.asin(x)¶
- Возвращает арксинус x в радианах.
- math.atan(x)¶
- Возвращает арктангенс x в радианах.
- math.atan2(y, x)¶
- Возвращает atan(y / x) в радианах. Результат находится между -π и π. Вектор на плоскости от начала координат до точки (x, y) образует этот угол с положительной осью X. Смысл atan2() заключается в том, что ей известны знаки обоих аргументов, поэтому она может вычислить правильный квадрант для угла. Например, atan(1) и atan2(1, 1) оба равны π/4, но atan2(-1, -1) равен -3*π/4.
- math.cos(x)¶
- Возвращает косинус x радиан.
- math.hypot(x, y)¶
- Возвращает евклидову норму, sqrt(x*x + y*y). Это длина вектора от начала координат до точки (x, y).
- math.sin(x)¶
- Возвращает синус x радиан.
- math.tan(x)¶
- Возвращает тангенс x радиан.
Преобразование углов¶Angular conversion
- math.degrees(x)¶
- Преобразует угол x из радианов в градусы.
- math.radians(x)¶
- Преобразует угол x из градусов в радианы.
Гиперболические функции¶Hyperbolic functions
- math.acosh(x)¶
- Возвращает обратный гиперболический косинус x.
- math.asinh(x)¶
- Возвращает обратный гиперболический синус x.
- math.atanh(x)¶
- Возвращает обратный гиперболический тангенс x.
- math.cosh(x)¶
- Возвращает гиперболический косинус x.
- math.sinh(x)¶
- Возвращает гиперболический синус x.
- math.tanh(x)¶
- Возвращает гиперболический тангенс x.
Константы¶Constants
- math.pi¶
- Математическая константа π.
- math.e¶
- Математическая константа e.
Примечание
Модуль math в основном состоит из тонких обёрток вокруг функций математической библиотеки языка C на данной платформе. Поведение в исключительных случаях слабо определено стандартами C, и Python заимствует большую часть поведения при сообщении об ошибках математических функций от реализации библиотеки C на конкретной платформе. В результате конкретные исключения, возбуждаемые в ошибочных случаях (и даже то, считаются ли некоторые аргументы исключительными вообще), не определены таким образом, чтобы быть переносимыми между платформами и версиями. Например, возвращает ли math.log(0) -Inf или возбуждает ValueError или OverflowError не определено, и в случаях, когда math.log(0) возбуждает OverflowError, math.log(0L) может возбуждать ValueError вместо этого.
Все функции возвращают тихое NaN, если хотя бы один из аргументов равен NaN. Сигнальные NaN возбуждают исключение. Тип исключения по-прежнему зависит от платформы и реализации libm. Обычно это ValueError для EDOM и OverflowError для errno ERANGE.
См. также
- Модуль cmath
- Версии многих из этих функций для комплексных чисел.