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numpyで三角関数の数値計算をしてみる

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numpyで三角関数の数値計算をしてみる。

ここでは以下を説明する。

  • 三角関数
  • 逆三角関数
  • 角度とラジアンの変換

三角関数

numpyでサイン、コサイン、タンジェントの計算をするためにはnumpy.sin, cos, tanを使う。

Trigonometric functions

計算値として0, 1, π/2, πを使う。numpyでπはnumpy.piで利用できる。

import numpy as np
x = [0, 1, np.pi/2, np.pi]

print(np.sin(x))
# [0.00000000e+00 8.41470985e-01 1.00000000e+00 1.22464680e-16]

print(np.cos(x))
# [ 1.00000000e+00  5.40302306e-01  6.12323400e-17 -1.00000000e+00]

print(np.tan(x))
# [ 0.00000000e+00  1.55740772e+00  1.63312394e+16 -1.22464680e-16]

matplotlib.pyplotを利用すると三角関数グラフを描くことができる。

import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
x = np.linspace(-np.pi, np.pi, 101)
plt.plot(x, np.sin(x))
plt.xlabel('degree')
plt.ylabel('sin(x)')
plt.show()

逆三角関数

逆三角関数はarcsin, arccos, arctanを使う。

import numpy as np
x = [-1,0, 1]
print(np.pi)
# 3.141592653589793

print(np.pi/2)
# 1.5707963267948966

print(np.arcsin(x))
# [-1.57079633  0.          1.57079633]

print(np.arccos(x))
# [3.14159265 1.57079633 0.        ]

print(np.arctan(x))
[-0.78539816  0.          0.78539816]

 

角度とラジアンの変換

角度からラジアンへ変換するためには、degrees()もしくはrad2deg()を使う。

ラジアンから角度へ変換するためには、radians()もしくはdeg2rad()を使う。

rad = [0, np.pi/2, np.pi, np.pi*2]
print(np.degrees(rad))
# [  0.  90. 180. 360.]

print(np.rad2deg(rad))
# [  0.  90. 180. 360.]


degree = [0, 90, 180, 360]
print(np.radians(x))
# [-0.01745329  0.          0.01745329]

print(np.deg2rad(degree))
# [0.         1.57079633 3.14159265 6.28318531]

 

 

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