4 maneiras de usar Pi em Python com exemplos

Pi é uma constante matemática fundamental que representa a razão entre a circunferência de um círculo e seu diâmetro. Aproveitar Pi em Python é essencial ao lidar com cálculos geométricos, trigonometria e várias outras operações matemáticas.

O Python oferece várias maneiras de acessar e usar Pi em cálculos. As bibliotecas Math e NumPy são dois módulos comumente usados ​​que fornecem Pi como uma constante.

Existem vários outros módulos que fornecem a constante. Sua escolha depende de quanta precisão matemática você precisa e de quais outros cálculos seu aplicativo requer.

Este artigo mostra como acessar o Pi com quatro métodos e explica qual deles atenderá melhor às suas necessidades.

Vamos mergulhar nisso.

Índice

• Entendendo Pi em Python
• 4 maneiras comuns de acessar Pi em Python
• Como acessar o Pi com a biblioteca de matemática
• 3 maneiras de usar a constante Pi com outras funções matemáticas
  • 1. Circunferência de um Círculo
  • 2. Área de um Círculo
  • 3. Radianos e Graus
• Como usar Pi com o módulo NumPy
• Como usar o Pi com o módulo SciPy
• Como usar números complexos com o módulo cmath
• Erros e manipulação de exceção com Pi em Python
• Pensamentos finais

Entendendo Pi em Python

Pi (?) representa a razão entre a circunferência de um círculo (c) e seu diâmetro (d). Em termos mais simples, ? = c/d.

O valor de pi é aproximadamente 3,14159.

Pi é um número irracional , o que significa que continua infinitamente sem se repetir. Não pode ser expresso como uma fração simples e não possui uma representação decimal exata.

Aqui estão os primeiros dígitos de pi para lhe dar uma ideia de sua natureza:

3.14159265358979323846...

O valor de pi é frequentemente reduzido para apenas algumas casas decimais em cálculos para fins práticos, como 3,14 ou 22/7.

No entanto, essa representação truncada pode não ser precisa o suficiente para alguns aplicativos, como simulações numéricas de alta precisão ou provas matemáticas específicas.

4 maneiras comuns de acessar Pi em Python

As quatro maneiras mais comuns de acessar um pi em Python são usando:

• módulo de matemática

• Módulo NumPy

• Módulo SciPy

• módulo cmath

Lembre-se de que, embora a constante math.pi do Python seja precisa o suficiente para a maioria dos propósitos, há aproximações ainda mais precisas disponíveis em outras bibliotecas. Por exemplo, NumPy fornece um maior grau de precisão.

A escolha de qual biblioteca usar depende de suas necessidades específicas e outras funcionalidades que você pode exigir da biblioteca. Se você já estiver usando NumPy ou SciPy em seu projeto, seria apropriado usar suas respectivas constantes pi.

Se você precisa trabalhar com números complexos, o módulo cmath é a melhor escolha.

Se você não precisa de nenhuma funcionalidade adicional dessas bibliotecas e requer apenas um valor aproximado de pi, usar a biblioteca matemática integrada do Python é provavelmente sua melhor opção.

Como acessar o Pi com a biblioteca de matemática

O módulo math em Python permite trabalhar com o número pi e fornece uma aproximação precisa de até 15 casas decimais.

Este é um dos módulos embutidos do Python, o que significa que você não precisa baixá-lo e instalá-lo separadamente.

Você tem duas opções para importar pi para usar em seu código:

1. importar biblioteca matemática

2. importar apenas a constante pi

Este código importa a biblioteca completa:

import math
pi_value = math.pi

Este código importa apenas a constante pi:

from math import pi
pi_value = pi

3 maneiras de usar a constante Pi com outras funções matemáticas

Além da constante pi, o módulo math oferece muitas outras funções matemáticas. Essas funções podem ser combinadas com math.pi para:

1. calcular a circunferência de um círculo

2. calcular a area de um circulo

3. calcular radianos e graus

Vejamos cada um por sua vez.

1. Circunferência de um Círculo

A circunferência de um círculo pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

C = 2 ? r

• C é a circunferência

• ? é a constante Pi

• r é o raio do círculo.

Em Python, você pode calcular a circunferência de um círculo importando o módulo math e usando a constante matemática pi assim:

import math

radius = 5
circumference = 2 * math.pi * radius
print(circumference)

Você também pode querer a distância euclidiana para dois pontos na circunferência. Este vídeo mostra os cálculos:

2. Área de um Círculo

A área de um círculo pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

A = ? * r^2

• A é a área

• ? é a constante Pi

• r é o raio do círculo.

Em Python, você pode calcular a área de um círculo assim:

import math

radius = 5
area = math.pi * (radius ** 2)
print(area)

3. Radianos e Graus

Os ângulos podem ser medidos em duas unidades comuns: graus e radianos . Um círculo completo compreende 360 ​​graus ou 2? radianos. Para converter graus em radianos, você pode usar pi em uma fórmula simples:

Radianos = Graus * (? / 180)

No entanto, o módulo math também oferece uma função conveniente para converter graus em radianos: o math.radians() . Isso simplifica seus cálculos.

Aqui está um exemplo básico de como usar a função radians() :

import math

angle_degrees = 45
angle_radians = math.radians(angle_degrees)

print(angle_radians)

A função retorna o cálculo com base na constante matemática Pi incorporada.

Como usar Pi com o módulo NumPy

NumPy é uma biblioteca Python popular para trabalhar com dados numéricos. Ele fornece uma constante para a constante matemática pi (aproximadamente 3,14159).

Ao contrário da biblioteca matemática, o NumPy não é um módulo Python integrado. Você pode instalá-lo usando o pip, o gerenciador de pacotes do Python. O comando para instalar o Python NumPy normalmente seria:

pip install numpy

Aqui está um exemplo de importação do módulo e acesso à constante pi NumPy:

import numpy as np
pi_value = np.pi
print(pi_value)

Este código produzirá o valor da variável pi (3,141592653589793) da biblioteca NumPy.

Como usar o Pi com o módulo SciPy

SciPy é outra biblioteca Python amplamente utilizada para computação científica e técnica. Ele se baseia na biblioteca NumPy e inclui várias funcionalidades adicionais.

Você pode instalá-lo usando o pip, o gerenciador de pacotes do Python. O comando para instalar o SciPy normalmente seria:

pip install scipy

Aqui está um exemplo de importação do SciPy e acesso à constante pi:

import scipy
pi_value = scipy.pi
print(pi_value)

Este código retornará o valor de pi (3,141592653589793) fornecido pela biblioteca SciPy.

Como usar números complexos com o módulo cmath

O Python fornece suporte para números complexos por meio do módulo interno cmath .

Aqui está um exemplo de uso da constante pi no módulo cmath para cálculos com números complexos:

import cmath

# Define a complex number
z = 1 + 1j

# Compute the power of pi using the complex number
result = cmath.exp(z * cmath.pi)

print(result)  # Output: (-1-2.8421709430404007e-14j)

Erros e manipulação de exceção com Pi em Python

Ao realizar cálculos com pi em Python, é sempre uma boa prática usar técnicas adequadas de tratamento de exceções. Você pode encontrar alguns dos erros de cálculo mais comuns:

• ZeroDivisionError

• OverflowError

• Erro Aritmético

Para lidar com várias exceções, você pode usar as instruções try, except e finalmente em Python:

try:
    # Perform calculation here
except (ZeroDivisionError, OverflowError, ArithmeticError):
    # Handle specific errors here
finally:
    # Code to be executed regardless of any exceptions

Aqui está um exemplo de tratamento de erros ao calcular a área de um círculo:

import math

def calculate_area(r):
    pi = math.pi
    try:
        area = pi * r**2
    except (TypeError, OverflowError, ValueError):
        area = None
        print("Error: Invalid input or calculation failure")
    finally:
        return area

radius = 5
circle_area = calculate_area(radius)
print(circle_area)

Pensamentos finais

Você aprendeu como acessar pi usando quatro módulos Python diferentes. Dependendo de seus requisitos, certifique-se de escolher aquele que fornece a precisão de que você precisa.

Os muitos exemplos neste artigo cobrem a maioria dos cenários que você encontrará em seus cálculos matemáticos. Se precisar de mais ajuda, nossa folha de dicas do Python e o ChatGPT são ótimos recursos.

Codificação feliz!