【Python初学者】mathモジュールの基礎をわかりやすく解説！

💡この記事は、プログラミング初学者が学びのアウトプットを兼ねてまとめた内容です。

mathモジュールとは？

　数学の計算に役立つ関数や定数を扱うときに役立つ標準ライブラリです。

mathモジュールのインポート方法

import math

mathモジュールのよく使う関数

数学定数

 円周率(3.141592…) / math.pi

👀そもそも円周率とは…
「円周の長さ/直径の長さ」で求められる値で、
　どんな大きさの円でも同じ値(3.141592…)になります。

import math

print(math.pi)
# 3.141592653589793

基本的な関数

 math.sqrt(n) / 平方根 (√n )

👀そもそも平方根とは…
「 a**2 = b 」を満たす数 a つまり
ある数を2乗すると元に戻るような数のことです。

import math

print(math.sqrt(16))
# 4.0

print(math.sqrt(5))
# 2.23606797749979

 math.factorial(n) / 階乗 ( n! )

👀そもそもn!とは…
1からnまでの整数を全て掛け合わせたものです。

import math

print(math.factorial(5))
# 120

print(math.factorial(0))
# 1

三角関数

👀そもそも三角関数とは…
直角三角形の「角度」と「辺の長さ」の比を表す関数です。

Pythonのmathモジュールでは
引数は度数ではなくラジアンなので変換が必要です！

🎓度→ラジアン変換
math.radians(deg)

🎓ラジアン→度変換
math.degrees(rad) 

 math.sin ( x ) / math.cos ( x ) / math.tan ( x )

🎓45°のsin, cos,tan

import math
angle_rad = math.radians(45)

print(math.sin(angle_rad))
# 0.7071067811865475

print(math.cos(angle_rad))
# 0.7071067811865476

print(math.tan(angle_rad))
# 0.99999999999999

対数

math.log ( x ) / 自然対数 ( 底e )

👀そもそも対数とは…
ある数aをx乗してbになるとき
pをaを底とするbの対数と呼びます。
つまり…
何乗しているかという部分を指します。

「底がe」とは…
ネイピア数とも呼ばれ、およそ2.71828…と無限に続く無理数のことです。
　 底がeの場合を「自然対数」と呼び、
　math.log()では自然対数が求められます。

import math

print(math.e)
# 2.718281828459045

print(math.log(2.718281828459045))
# 1.0

print(math.log(10))
# 2.302585092994046

🎓10を何乗すると100になるのかを求める方法
import math

print(math.log(100, 10))
# 2.0

切り上げ・切り捨て

 math.ceil ( x ) / 切り上げ

引数に渡した数を「その数以上の整数」に「切り上げる」ものです

import math

print(math.ceil(5.2)
# 6

print(math.ceil(5.0))
# 5

 math.floor ( x ) / 切り捨て

　引数に渡した数を「その数以下の整数」に「切り捨てる」ものです。

import math

print(math.floor(5.2))
# 5

print(math.floor(5.0))
# 5

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最後に 　

　どうも、プログラミング初学者のわだです。最後までお読みいただきありがとうございました。この記事は、学びを整理しながら理解を深めるために書いています。まだ駆け出しではありますが、同じように勉強している方の参考になれば嬉しいです。もし誤りや補足があれば、教えていただけると幸いです。

参考：
Python公式ドキュメント(日本語版)