파이썬 math 라이브러리: 기본 수학 함수와 상수

파이썬 math 라이브러리: 기본 수학 함수와 상수

파이썬은 다양한 표준 라이브러리를 제공하여 프로그래머의 생산성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이 중 math 라이브러리는 수학적인 연산을 쉽게 처리할 수 있도록 다양한 함수와 상수를 제공합니다. 이 글에서는 math 라이브러리의 주요 기능 중 일부를 살펴보겠습니다.

math 라이브러리의 주요 함수

파이썬의 math 라이브러리는 수학적 계산을 위한 다양한 함수를 제공합니다. 이번 섹션에서는 그 중 몇 가지 주요 함수에 대해 알아보겠습니다.

최대공약수와 최소공배수 계산하기: gcd와 lcm

math 라이브러리의 gcd 함수를 사용하면 두 개 이상의 수의 최대공약수를 쉽게 찾을 수 있습니다. 아래의 예시에서는 세 수의 최대공약수를 계산해보겠습니다.

import math

print(math.gcd(48, 36, 60))  # 출력: 12


또한 Python 3.9부터는 math.lcm 함수를 사용해 두 개 이상의 수의 최소공배수를 구할 수 있습니다. 아래의 예시에서는 세 수의 최소공배수를 계산해보겠습니다.

import math

print(math.lcm(15, 20, 30))  # 출력: 60

☞ 이처럼 gcd와 lcm 함수는 여러 개의 인자를 받아 처리할 수 있습니다. 이를 통해 복수의 숫자에 대한 최대공약수와 최소공배수를 쉽게 계산할 수 있습니다.

제곱근과 로그 계산하기: sqrt와 log

math.sqrt 함수는 어떤 수의 제곱근을 계산하는데 사용됩니다.

import math

print(math.sqrt(16))  # 출력: 4.0


math.log 함수는 로그 값을 계산합니다. 기본적으로 자연로그 값을 반환하지만, 두 번째 매개변수로 밑을 지정할 수 있습니다.

import math

print(math.log(100))        # 자연로그 출력: 4.605170185988092
print(math.log(100, 10))    # 밑이 10인 로그 출력: 2.0

삼각함수 계산하기: sin, cos, tan

math 라이브러리는 삼각함수를 계산하기 위한 sin, cos, tan 함수를 제공합니다. 이들 함수는 각도의 라디안 값을 인수로 받습니다.

import math

print(math.sin(math.pi / 2))  # 출력: 1.0
print(math.cos(math.pi))      # 출력: -1.0
print(round(math.tan(math.pi / 4)))  # 출력: 1


☞ 컴퓨터에서는 소수점을 완벽하게 표현하지 못하는 문제로 인해 math.tan(math.pi / 4)의 값이 정확히 1이 아닌 약간 작은 값이 나올 수 있습니다. 이는 부동소수점의 정밀도 제한 때문에 발생하는 문제입니다. 실제로는 tan(pi/4)의 값은 정확히 1입니다. 따라서, round() 함수를 사용하여 결과를 반올림하여 출력하면 1이 출력됩니다.

지수와 팩토리얼 계산하기: exp와 factorial

math.exp 함수는 e의 지수를 계산합니다. math.factorial 함수는 양의 정수 n에 대한 팩토리얼을 계산합니다.

import math

print(math.exp(1))         # 출력: 2.718281828459045
print(math.factorial(5))   # 출력: 120

math 라이브러리의 상수

math 라이브러리는 다양한 수학 상수를 제공합니다. 이 상수들은 계산의 정확성을 보장하기 위해 고정된 값이 필요한 경우에 유용하게 사용될 수 있습니다.

파이 (pi)

math.pi는 원주율 π (약 3.141592653589793)를 나타냅니다. 이 값은 원의 둘레와 지름의 비율을 나타내는데 사용됩니다.

import math

print(math.pi)  # 출력: 3.141592653589793

자연 로그의 밑 (e)

math.e는 자연 로그의 밑 e (약 2.718281828459045)를 나타냅니다. 이 값은 지수 함수와 로그 함수의 계산에 사용됩니다.

import math

print(math.e)  # 출력: 2.718281828459045

결론

파이썬의 math 라이브러리는 우리가 일상적으로 사용하는 다양한 수학 함수와 상수를 제공하고 있습니다. 이 라이브러리를 잘 활용하면 복잡한 수학적 연산을 쉽고 빠르게 수행할 수 있습니다. 이 글에서는 math 라이브러리의 기본적인 사용법과 주요 기능에 대해 알아보았습니다.

하지만 여기서 소개한 기능들은 math 라이브러리가 제공하는 전체 기능 중 일부에 불과합니다. 더 많은 함수와 기능을 활용하려면 파이썬 공식 문서를 참조하시기 바랍니다.

참고 자료

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