cmath
--- 關(guān)于復(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)?
這一模塊提供了一些關(guān)于復(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)。 該模塊的函數(shù)的參數(shù)為整數(shù)、浮點數(shù)或復(fù)數(shù)。 這些函數(shù)的參數(shù)也可為一個擁有 __complex__()
或 __float__()
方法的 Python 對象,這些方法分別用于將對象轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)和浮點數(shù),這些函數(shù)作用于轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。
備注
在具有對于有符號零的硬件和系統(tǒng)級支持的平臺上,涉及支割線的函數(shù)在支割線的 兩側(cè) 都是連續(xù)的:零的符號可用來區(qū)別支割線的一側(cè)和另一側(cè)。 在不支持有符號零的平臺上,連續(xù)性的規(guī)則見下文。
到極坐標(biāo)和從極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換?
使用 矩形坐標(biāo) 或 笛卡爾坐標(biāo) 在內(nèi)部存儲 Python 復(fù)數(shù) z
。 這完全取決于它的 實部 z.real
和 虛部 z.imag
。 換句話說:
z == z.real + z.imag*1j
極坐標(biāo) 提供了另一種復(fù)數(shù)的表示方法。在極坐標(biāo)中,一個復(fù)數(shù) z 由模量 r 和相位角 phi 來定義。模量 r 是從 z 到坐標(biāo)原點的距離,而相位角 phi 是以弧度為單位的,逆時針的,從正X軸到連接原點和 z 的線段間夾角的角度。
下面的函數(shù)可用于原生直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換。
- cmath.phase(x)?
將 x 的相位 (也稱為 x 的 參數(shù)) 返回為一個浮點數(shù)。
phase(x)
相當(dāng)于math.atan2(x.imag, x.real)
。 結(jié)果處于 [-π, π] 之間,以及這個操作的分支切斷處于負(fù)實軸上,從上方連續(xù)。 在支持有符號零的系統(tǒng)上(這包涵大多數(shù)當(dāng)前的常用系統(tǒng)),這意味著結(jié)果的符號與x.imag
的符號相同,即使x.imag
的值是 0:>>> phase(complex(-1.0, 0.0)) 3.141592653589793 >>> phase(complex(-1.0, -0.0)) -3.141592653589793
- cmath.polar(x)?
在極坐標(biāo)中返回 x 的表達(dá)方式。返回一個數(shù)對
(r, phi)
,r 是 x 的模數(shù),phi 是 x 的相位角。polar(x)
相當(dāng)于(abs(x), phase(x))
。
- cmath.rect(r, phi)?
通過極坐標(biāo)的 r 和 phi 返回復(fù)數(shù) x。相當(dāng)于
r * (math.cos(phi) + math.sin(phi)*1j)
。
冪函數(shù)與對數(shù)函數(shù)?
- cmath.exp(x)?
返回 e 的 x 次方,e 是自然對數(shù)的底數(shù)。
- cmath.log(x[, base])?
返回給定 base 的 x 的對數(shù)。如果沒有給定 base,返回 x 的自然對數(shù)。 從 0 到 -∞ 存在一條支割線,沿負(fù)實軸之上連續(xù)。
三角函數(shù)?
- cmath.acos(x)?
返回 x 的反余弦。這里有兩條支割線:一條沿著實軸從 1 向右延伸到 ∞,從下面連續(xù)延伸。另外一條沿著實軸從 -1 向左延伸到 -∞,從上面連續(xù)延伸。
- cmath.atan(x)?
返回 x 的反正切。它具有兩條支割線:一條沿著虛軸從
1j
延伸到∞j
,向右持續(xù)延伸。另一條是沿著虛軸從-1j
延伸到-∞j
,向左持續(xù)延伸。
- cmath.cos(x)?
返回 x 的余弦。
- cmath.sin(x)?
返回 x 的正弦。
- cmath.tan(x)?
返回 x 的正切。
雙曲函數(shù)?
- cmath.acosh(x)?
返回 x 的反雙曲余弦。它有一條支割線沿著實軸從 1 到 -∞ 向左延伸,從上方持續(xù)延伸。
- cmath.asinh(x)?
返回 x 的反雙曲正弦。它有兩條支割線:一條沿著虛軸從
1j
向右持續(xù)延伸到∞j
。另一條是沿著虛軸從-1j
向左持續(xù)延伸到-∞j
。
- cmath.atanh(x)?
返回 x 的反雙曲正切。它有兩條支割線:一條是沿著實軸從
1
延展到∞
,從下面持續(xù)延展。另一條是沿著實軸從-1
延展到-∞
,從上面持續(xù)延展。
- cmath.cosh(x)?
返回 x 的雙曲余弦值。
- cmath.sinh(x)?
返回 x 的雙曲正弦值。
- cmath.tanh(x)?
返回 x 的雙曲正切值。
分類函數(shù)?
- cmath.isfinite(x)?
如果 x 的實部和虛部都是有限的,則返回
True
,否則返回False
。3.2 新版功能.
- cmath.isinf(x)?
如果 x 的實部或者虛部是無窮大的,則返回
True
,否則返回False
。
- cmath.isnan(x)?
如果 x 的實部或者虛部是 NaN,則返回
True
,否則返回False
。
- cmath.isclose(a, b, *, rel_tol=1e-09, abs_tol=0.0)?
若 a 和 b 的值比較接近則返回
True
,否則返回False
。根據(jù)給定的絕對和相對容差確定兩個值是否被認(rèn)為是接近的。
rel_tol 是相對容差 —— 它是 a 和 b 之間允許的最大差值,相對于 a 或 b 的較大絕對值。例如,要設(shè)置5%的容差,請傳遞
rel_tol=0.05
。默認(rèn)容差為1e-09
,確保兩個值在大約9位十進(jìn)制數(shù)字內(nèi)相同。 rel_tol 必須大于零。abs_tol 是最小絕對容差 —— 對于接近零的比較很有用。 abs_tol 必須至少為零。
如果沒有錯誤發(fā)生,結(jié)果將是:
abs(a-b) <= max(rel_tol * max(abs(a), abs(b)), abs_tol)
。IEEE 754特殊值
NaN
,inf
和-inf
將根據(jù)IEEE規(guī)則處理。具體來說,NaN
不被認(rèn)為接近任何其他值,包括NaN
。inf
和-inf
只被認(rèn)為接近自己。3.5 新版功能.
參見
PEP 485 —— 用于測試近似相等的函數(shù)
常量?
- cmath.pi?
數(shù)學(xué)常數(shù) π ,作為一個浮點數(shù)。
- cmath.e?
數(shù)學(xué)常數(shù) e ,作為一個浮點數(shù)。
- cmath.tau?
數(shù)學(xué)常數(shù) τ ,作為一個浮點數(shù)。
3.6 新版功能.
- cmath.inf?
浮點正無窮大。相當(dāng)于
float('inf')
。3.6 新版功能.
- cmath.infj?
具有零實部和正無窮虛部的復(fù)數(shù)。相當(dāng)于
complex(0.0, float('inf'))
。3.6 新版功能.
- cmath.nan?
浮點“非數(shù)字”(NaN)值。相當(dāng)于
float('nan')
。3.6 新版功能.
- cmath.nanj?
具有零實部和 NaN 虛部的復(fù)數(shù)。相當(dāng)于
complex(0.0, float('nan'))
。3.6 新版功能.
請注意,函數(shù)的選擇與模塊 math
中的函數(shù)選擇相似,但不完全相同。 擁有兩個模塊的原因是因為有些用戶對復(fù)數(shù)不感興趣,甚至根本不知道它們是什么。它們寧愿 math.sqrt(-1)
引發(fā)異常,也不想返回一個復(fù)數(shù)。 另請注意,被 cmath
定義的函數(shù)始終會返回一個復(fù)數(shù),盡管答案可以表示為一個實數(shù)(在這種情況下,復(fù)數(shù)的虛數(shù)部分為零)。
關(guān)于支割線的注釋:它們是沿著給定函數(shù)無法連續(xù)的曲線。它們是許多復(fù)變函數(shù)的必要特征。 假設(shè)您需要使用復(fù)變函數(shù)進(jìn)行計算,您將會了解支割線的概念。 請參閱幾乎所有關(guān)于復(fù)變函數(shù)的(不太基本)的書來獲得啟發(fā)。 對于如何正確地基于數(shù)值目的來選擇支割線的相關(guān)信息,一個良好的參考如下:
參見
Kahan, W: Branch cuts for complex elementary functions; or, Much ado about nothing's sign bit. In Iserles, A., and Powell, M. (eds.), The state of the art in numerical analysis. Clarendon Press (1987) pp165--211.