pythonの基礎：「標準ライブラリ～math～」

標準ライブラリとは、pythonに標準で用意されているモジュールのことです。

【この記事はこんな方に向けて書いています】

・pythonの標準ライブラリの使い方を勉強したい

・標準ライブラリmathで数学関連の処理をしたい

【目次】

・モジュールの読み込み

・math

・math.floor()

・math.ceil()

・math.trunc()

・math.sqrt()

・math.pow()

・ネイピア数e

・math.exp()

【モジュールの読み込み】

モジュールは、コードが書かれたファイルのことで、別のファイルに書いた関数を読み込んで使いたい場合は

import モジュール名

と記述して読み込むことで、別のファイルに書いた関数を使えるようになります。

モジュールについては、こちらの記事で簡単に解説していますのでよければご覧下さい。

ここでは数学に関連する様々な処理ができるモジュールについて簡単に解説します。

【math】

mathは英語で数学という意味です。

mathモジュールには、その名の通り数学関連の処理ができる関数が存在します。

まずはmathモジュールを読み込みます。

import math

と記述することで、読み込むことができます。

【math.floor()】

floorは英語で床という意味です。

mathモジュールのfloor関数は、指定した小数から小数点以下を切り下げた整数を取得します。

floor関数でマイナスの小数を指定すると、小数点以下を切り下げた整数を取得するため、整数は小さくなります。

【math.ceil()】

ceilは英語で天井という意味です。

mathモジュールのceil関数は、指定した小数から小数点以下を切り上げた整数を取得します。

ceil関数でマイナスの小数を指定すると、小数点以下を切り上げた整数を取得するため、整数は大きくなります。

【math.trunc()】

truncateが英語で切り捨てるという意味です。

mathモジュールのtrunc関数は、指定した小数から小数点以下を切り捨てた整数を取得します。

trunc関数でマイナスの小数を指定すると、小数点以下を切り捨てた整数を取得します。

マイナスの小数を指定する場合、floor関数とtrunc関数の違いに注意が必要です。

【math.sqrt()】

square rootが英語で平方根という意味です。

mathモジュールのsqrt関数は、指定した値の平方根を取得します。

mathモジュールを使って円周率を取得したい場合は

math.pi

と記述します。

【math.pow()】

powerは英語で力という意味ですが、数学の乗という意味もあります。

mathモジュールのpow関数は、指定した値のべき乗を取得します。

「aの3乗」のような値のことを「aのべき乗」と言います。

例えばこのように記述すると、「2の5乗」を取得するので32を取得しました。

【ネイピア数e】

mathモジュールを使ってネイピア数の近似値を取得したい場合は

math.e

と記述します。

円周率πは3.14...であるように、ネイピア数eは2.71...になり無限に続きます。

ネイピア数について簡単に解説します。

年利100%の投資商品があると仮定します。

この商品に100万円投資した場合、単純計算では半年後に150万円になり、1年後には200万円になります。

では半年後に150万円になった時点で一度やめて、同じ商品に再投資したらどうなるでしょうか？

半年で1.5倍になったので、150万円で再投資した場合、再投資から半年後には225万円になります。

1年という期間はそのままで、一度やめて再投資するだけでパフォーマンスが上がりました。

では一度ではなく途中で何度もやめて、何度も再投資すればするほどパフォーマンスが上がるのでしょうか？

これはそうはならず、ある一定のところまで上がると、それ以上はほとんど上がりません。

この上限に限りなく近い値がネイピア数で、自然対数の底とも言います。

【math.exp()】

mathモジュールのexp関数は、ネイピア数eのべき乗を取得します。

ネイピア数eは2.71...なので、eの3乗は「2.71...*2.71...*2.71...」になります。

このように引数に3を指定すると、eの3乗を取得します。

まとめ

・mathモジュールには、その名の通り数学関連の処理ができる関数が存在する

・マイナスの小数を指定する場合、floor関数とtrunc関数の違いに注意が必要

・円周率πは3.14...であるように、ネイピア数eは2.71...になり無限に続く

ここまで読んで頂きありがとうございました。

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