Módulo matemático de Python

A veces, cuando se trabaja con algún tipo de proyecto financiero o científico, se hace necesario implementar cálculos matemáticos en el proyecto. Python proporciona el módulo de matemáticas para hacer frente a tales cálculos. El módulo matemático proporciona funciones para manejar operaciones básicas como suma (+), resta (-), multiplicación (*), división (/) y operaciones avanzadas como funciones trigonométricas, logarítmicas y exponenciales.

En este artículo, aprendemos sobre el módulo matemático desde lo básico hasta avanzar con la ayuda de un gran conjunto de datos que contiene funciones explicadas con la ayuda de buenos ejemplos.

Constantes proporcionadas por el módulo matemático

El módulo matemático proporciona varios valores de varias constantes como pi, tau. Tener tales constantes ahorra el tiempo de escribir el valor de cada constante cada vez que queremos usarla y eso también con gran precisión. Las constantes proporcionadas por el módulo matemático son: 

• Número de Euler
• Pi
• Tau
• Infinidad
• No es un número (NaN)

Veamos cada constante en detalle.

Número de Euler 

La constante math.e devuelve el número de Euler: 2.71828182846.

Sintaxis:

matemáticas.e

Ejemplo:

# Import math Library
import math
 
# Print the value of Euler e
print (math.e)

Producción:

2.718281828459045

Pi

Todos ustedes deben estar familiarizados con pi. El pi se representa como 22/7 o 3.14. math.pi proporciona un valor más preciso para pi.

Sintaxis:

matemáticas.pi

Ejemplo 1:

# Import math Library
import math
 
# Print the value of pi
print (math.pi)

Producción:

3.141592653589793

Ejemplo 2: Hallemos el área del círculo 

# Import math Library
import math
 
# radius of the circle
r = 4
 
# value of pie
pie = math.pi
 
# area of the circle
print(pie * r * r)

Producción:

50.26548245743669

Tau

Tau se define como la relación entre la circunferencia y el radio de un círculo. La constante math.tau devuelve el valor tau: 6.283185307179586.

Sintaxis:

matemáticas.tau

Ejemplo:

# Import math Library
import math
 
# Print the value of tau
print (math.tau)

Producción:

6.283185307179586

Infinidad

Infinito básicamente significa algo que nunca termina o no tiene límites en ambas direcciones, es decir, negativa y positiva. No se puede representar con un número. Los rendimientos constantes de math.inf de infinito positivo. Para infinito negativo, use -math.inf .

Sintaxis:

matemáticas.inf

Ejemplo 1:

# Import math Library
import math
 
# Print the positive infinity
print (math.inf)
 
# Print the negative infinity
print (-math.inf)

Producción:

inf
-inf

Ejemplo 2: Comparación de los valores de infinito con el valor máximo de punto flotante

# Import math Library
import math
 
print (math.inf > 10e108)
print (-math.inf < -10e108)

Producción:

True
True

Yaya

La constante math.nan devuelve un valor de coma flotante nan (no es un número). Este valor no es un número legal. La constante nan es equivalente a float («nan»).

Ejemplo:

# Import math Library
import math
 
# Print the value of nan
print (math.nan)

Producción:

nan

Funciones numéricas

En esta sección, nos ocuparemos de las funciones que se utilizan con la teoría de números, así como con la teoría de representaciones, como encontrar el factorial de un número.

Hallar el techo y el valor suelo

El valor techo significa el valor integral más pequeño mayor que el número y el valor mínimo significa el valor integral más grande menor que el número. Esto se puede calcular fácilmente usando el método ceil() y floor() respectivamente.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# ceil() and floor()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = 2.3
 
# returning the ceil of 2.3
print ("The ceil of 2.3 is : ", end="")
print (math.ceil(a))
 
# returning the floor of 2.3
print ("The floor of 2.3 is : ", end="")
print (math.floor(a))

Producción:

The ceil of 2.3 is : 3
The floor of 2.3 is : 2

Encontrar el factorial del número

Usando la función factorial() podemos encontrar el factorial de un número en una sola línea del código. Se muestra un mensaje de error si el número no es entero.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# factorial()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = 5
 
# returning the factorial of 5
print("The factorial of 5 is : ", end="")
print(math.factorial(a))

Producción:

The factorial of 5 is : 120

Encontrar el MCD

La función gcd() se usa para encontrar el máximo común divisor de dos números pasados ​​como argumentos. 

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# gcd()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = 15
b = 5
 
# returning the gcd of 15 and 5
print ("The gcd of 5 and 15 is : ", end="")
print (math.gcd(b, a))

Producción:

The gcd of 5 and 15 is : 5

Encontrar el valor absoluto

La función fabs() devuelve el valor absoluto del número.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# fabs()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = -10
 
# returning the absolute value.
print ("The absolute value of -10 is : ", end="")
print (math.fabs(a))

Producción:

The absolute value of -10 is : 10.0

Consulte el siguiente artículo para obtener información detallada sobre las funciones numéricas.

• Funciones Matemáticas en Python | Conjunto 1 (Funciones Numéricas)

Funciones logarítmicas y de potencia

Las funciones de potencia se pueden expresar como x^n, donde n es la potencia de x, mientras que las funciones logarítmicas se consideran inversas a las funciones exponenciales.

Encontrar el poder de exp

El método exp() se utiliza para calcular la potencia de e, es decir   , podemos decir exponencial de y.

Ejemplo:

# Python3 code to demonstrate
# the working of exp()
import math
 
# initializing the value
test_int = 4
test_neg_int = -3
test_float = 0.00
 
# checking exp() values
# with different numbers
print (math.exp(test_int))
print (math.exp(test_neg_int))
print (math.exp(test_float))

Producción:

54.598150033144236
0.049787068367863944
1.0

Encontrar la potencia de un número

La función pow() calcula x**y. Esta función primero convierte sus argumentos en flotantes y luego calcula la potencia.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate pow()
# version 1
 
print ("The value of 3**4 is : ",end="")
 
# Returns 81
print (pow(3,4))

Producción:

The value of 3**4 is : 81.0

Encontrar el logaritmo

• La función log() devuelve el valor logarítmico de a con base b. Si no se menciona la base, el valor calculado es del logaritmo natural.
• La función log2(a) calcula el valor de log a con base 2. Este valor es más preciso que el valor de la función discutida anteriormente.
• La función log10(a) calcula el valor de log a con base 10. Este valor es más preciso que el valor de la función discutida anteriormente.

# Python code to demonstrate the working of
# logarithm
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
 
# returning the log of 2,3
print ("The value of log 2 with base 3 is : ", end="")
print (math.log(2,3))
 
# returning the log2 of 16
print ("The value of log2 of 16 is : ", end="")
print (math.log2(16))
    
# returning the log10 of 10000
print ("The value of log10 of 10000 is : ", end="")
print (math.log10(10000))

Producción:

The value of log 2 with base 3 is : 0.6309297535714574
The value of log2 of 16 is : 4.0
The value of log10 of 10000 is : 4.0

Encontrar la raíz cuadrada

La función sqrt() devuelve la raíz cuadrada del número. 

Ejemplo:

# Python3 program to demonstrate the
# sqrt() method
 
# import the math module
import math
 
# print the square root of 0
print(math.sqrt(0))
 
# print the square root of 4
print(math.sqrt(4))
 
# print the square root of 3.5
print(math.sqrt(3.5))

Producción:

0.0
2.0
1.8708286933869707

Consulte el siguiente artículo para obtener información detallada sobre las funciones logarítmicas y de potencia

• Funciones Matemáticas en Python | Conjunto 2 (funciones logarítmicas y de potencia)

Funciones trigonométricas y angulares

Todos deben saber sobre trigonometría y cómo puede resultar difícil encontrar los valores de seno y coseno de cualquier ángulo. El módulo matemático proporciona funciones integradas para encontrar dichos valores e incluso para cambiar los valores entre grados y radianes.

Hallar seno, coseno y tangente

Las funciones sin(), cos() y tan() devuelven el seno, el coseno y la tangente del valor pasado como argumento. El valor pasado en esta función debe estar en radianes .

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# sin(), cos(), and tan()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = math.pi/6
 
# returning the value of sine of pi/6
print ("The value of sine of pi/6 is : ", end="")
print (math.sin(a))
 
# returning the value of cosine of pi/6
print ("The value of cosine of pi/6 is : ", end="")
print (math.cos(a))
 
# returning the value of tangent of pi/6
print ("The value of tangent of pi/6 is : ", end="")
print (math.tan(a))

Producción:

The value of sine of pi/6 is : 0.49999999999999994
The value of cosine of pi/6 is : 0.8660254037844387
The value of tangent of pi/6 is : 0.5773502691896257

Convertir valores de grados a radianes y viceversa

• La función grados() se utiliza para convertir el valor del argumento de radianes a grados.
• La función radians() se usa para convertir el valor del argumento de grados a radianes.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate the working of
# degrees() and radians()
 
# importing "math" for mathematical operations
import math
 
a = math.pi/6
b = 30
 
# returning the converted value from radians to degrees
print ("The converted value from radians to degrees is : ", end="")
print (math.degrees(a))
 
# returning the converted value from degrees to radians
print ("The converted value from degrees to radians is : ", end="")
print (math.radians(b))

Producción:

The converted value from radians to degrees is : 29.999999999999996
The converted value from degrees to radians is : 0.5235987755982988

Consulte los siguientes artículos para obtener información detallada sobre las funciones trigonométricas y angulares.

• Funciones Matemáticas en Python | Conjunto 3 (Funciones Trigonométricas y Angulares)

Funciones especiales

Además de todas las funciones numéricas y logarítmicas que hemos discutido hasta ahora, el módulo matemático proporciona algunas funciones más útiles que no se incluyen en ninguna de las categorías discutidas anteriormente, pero que pueden ser útiles en algún momento durante la codificación.

Encontrar el valor gamma

La función gamma() se usa para devolver el valor gamma del argumento.

Ejemplo:

# Python code to demonstrate
# working of gamma()
import math
 
# initializing argument
gamma_var = 6
 
# Printing the gamma value.
print ("The gamma value of the given argument is : "
                    + str(math.gamma(gamma_var)))

Producción:

The gamma value of the given argument is : 120.0

Compruebe si el valor es infinito o NaN

La función isinf() se usa para verificar si el valor es infinito o no.

Ejemplo:

# Python3 code to demonstrate
# the working of isnan()
import math
 
# checking isnan() values
# with inbuilt numbers
print (math.isinf(math.pi))
print (math.isinf(math.e))
 
 
# checking for NaN value
print (math.isinf(float('inf')))

Producción:

False
False
True

La función isnan() devuelve verdadero si el número es «NaN»; de lo contrario, devuelve falso.

Ejemplo:

# Python3 code to demonstrate
# the working of isnan()
import math
 
# checking isnan() values
# with inbuilt numbers
print (math.isnan(math.pi))
print (math.isnan(math.e))
 
 
# checking for NaN value
print (math.isnan(float('nan')))

Producción:

False
False
True

Consulte el siguiente artículo para obtener información detallada sobre las funciones especiales.

• Funciones Matemáticas en Python | Conjunto 4 (Funciones especiales y constantes)

Lista de funciones matemáticas en Python