【蓝桥杯7天速成】第十五章：Python数学库(math)使用指南 ...

Python数学库(math)使用指南

目录

• 模块导入
  
• 数学常量
  
• 常用数学函数
  
  
  
  • 数值运算
    
  • 幂与对数
    
  • 三角函数
    
  • 特殊函数
    
  
  
• 示例代码
  
• 注意事项
  
• 官方文档
  

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一、模块导入

math是Python内置的一个标准库，它包罗了很多执行复杂数学运算的函数，如三角函数、对数函数、指数函数等。

1. import math

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二、数学常量

常量描述近似值math.pi圆周率π3.141592653math.e自然对数的底数e2.718281828math.tau2π (Python 3.6+)6.283185307math.inf正无穷大∞math.nan非数字值NaN

• 对数函数​​​​​​​
  

1. math.log(x[, base]): 自然对数。import math
2. # 计算自然对数log_val = math.log(2.71828)log_base_10_val = math.log(100, 10)print(log_val)  # 输出约 1.0print(log_base_10_val) # 输出 2.0

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三、常用数学函数

1.数值运算

函数描述示例math.ceil(x)向上取整ceil(3.2) -> 4math.floor(x)向下取整floor(3.8) -> 3math.factorial(x)阶乘计算factorial(5) -> 120math.gcd(*integers)最大公约数(Python 3.5+)gcd(12, 18) -> 6math.fabs(x)绝对值(浮点型)fabs(-3.5) -> 3.5

• math.ceil(x): 向上取整。
  

1. import math
2. # 向上取整result = math.ceil(3.14)print(result)  # 输出 4

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• math.floor(x): 向下取整。​​​​​​​
  

1. import math
2. # 向下取整result = math.floor(3.14)print(result)  # 输出 3

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2.幂与对数

函数描述示例math.pow(x, y)x的y次幂pow(2, 3) -> 8.0math.sqrt(x)平方根sqrt(9) -> 3.0math.exp(x)e的x次幂exp(1) -> 2.71828...math.log(x[, base])对数函数（默认自然对数）log(100, 10) -> 2.0

• math.sqrt(x): 计算平方根。
  

1. import math
2. # 计算平方根result = math.sqrt(16)print(result)  # 输出 4.0

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• math.pow(x, y): 计算 x 的 y 次幂
  

1. import math
2. # 计算幂result = math.pow(2, 3)print(result)  # 输出 8.0

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• math.trunc(x): 截断小数部门。​​​​​​​
  

1. import math
2. # 截断小数result = math.trunc(3.14)print(result)  # 输出 3

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3.三角函数

函数描述math.sin(x)正弦函数math.cos(x)余弦函数math.tan(x)正切函数math.degrees(x)弧度转角度math.radians(x)角度转弧度

• math.sin(x), math.cos(x), math.tan(x): 正弦、余弦、正切函数
  

1. import math
2. # 计算角度对应的三角函数值angle = math.pi / 4sin_val = math.sin(angle)cos_val = math.cos(angle)tan_val = math.tan(angle)print(sin_val)  # 输出约 0.707print(cos_val)  # 输出约 0.707print(tan_val)  # 输出约 1.0

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• math.asin(x), math.acos(x), math.atan(x): 反三角函数
  

1. import math
2. # 计算反三角函数值arcsin_val = math.asin(0.707)arccos_val = math.acos(0.707)arctan_val = math.atan(1.0)print(arcsin_val)  # 输出约 0.785print(arccos_val)  # 输出约 0.785print(arctan_val) # 输出约 0.785

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• 角度和弧度转换
  

1. import math
2. # 弧度转角度radian = math.pi / 4degrees = math.degrees(radian)print(degrees)  # 输出 45.0

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• math.radians(x): 角度转弧度。​​​​​​​
  

1. import math
2. # 角度转弧度degree = 45radians = math.radians(degree)print(radians)  # 输出约 0.785

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四、特殊函数

函数描述Python版本要求math.comb(n, k)组合数计算 C(n,k)3.10+math.prod(iterable)可迭代对象的乘积3.8+

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五、示例代码

• math.pi：圆周率 π。​​​​​​​
  

1. import math
2. # 圆周率pi_val = math.piprint(pi_val)  # 输出约 3.14159

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• math.e：自然对数的底数 e。
  

1. import math
2. # 自然对数的底数e_val = math.eprint(e_val)  # 输出约 2.71828

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注意事项

• 版本兼容性：
  
  
  
  • 部门函数如math.comb()需要Python 3.10+
    
  • 组合数计算在旧版本中可使用itertools.combinations
    
  
  
• 数值精度：
  
  1. # 浮点数精度问题
  2. print(0.1 + 0.2 == 0.3)      # 输出：False

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• 替代运算符：
  
  1. # 优先使用内置运算符
  2. print(2 ** 0.5)              # 替代math.sqrt(2)

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官方文档

• Python 3.12 math模块文档(https://docs.python.org/3/library/math.html)
  
• 数学函数速查表(https://www.programiz.com/python-programming/modules/math)
  

   掌握数学库的使用可以明显提升数值计算的开发服从，建议联合详细项目需求机动选用合适函数。

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