4 วิธีในการใช้ Pi ใน Python พร้อมตัวอย่าง

Pi เป็นค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์พื้นฐานที่แสดงถึงอัตราส่วนของเส้นรอบวงของวงกลมต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง การใช้ประโยชน์จาก Pi ใน Python เป็นสิ่งสำคัญเมื่อต้องรับมือกับการคำนวณทางเรขาคณิต ตรีโกณมิติ และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์อื่นๆ

Python มีหลายวิธีในการเข้าถึงและใช้ Pi ในการคำนวณ ไลบรารี Math และ NumPy เป็นโมดูลที่ใช้กันทั่วไปสองโมดูลที่ให้ Pi เป็นค่าคงที่

มีโมดูลอื่นๆ อีกหลายโมดูลที่ให้ค่าคงที่ ตัวเลือกของคุณขึ้นอยู่กับความแม่นยำทางคณิตศาสตร์ที่คุณต้องการและการคำนวณอื่นๆ ที่แอปพลิเคชันของคุณต้องการ

บทความนี้แสดงวิธีเข้าถึง Pi ด้วยสี่วิธี และอธิบายว่าวิธีใดที่เหมาะกับความต้องการของคุณที่สุด

ลองดำดิ่งลงไปในนั้น

สารบัญ

• ทำความเข้าใจกับ Pi ใน Python
• 4 วิธีทั่วไปในการเข้าถึง Pi ใน Python
• วิธีเข้าถึง Pi ด้วยห้องสมุดคณิตศาสตร์
• 3 วิธีในการใช้ค่าคงที่ Pi กับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์อื่นๆ
  • 1. เส้นรอบวงของวงกลม
  • 2. พื้นที่ของวงกลม
  • 3. เรเดียนและดีกรี
• วิธีใช้ Pi กับโมดูล NumPy
• วิธีใช้ Pi กับโมดูล SciPy
• การใช้จำนวนเชิงซ้อนกับโมดูล cmath
• การจัดการข้อผิดพลาดและข้อยกเว้นด้วย Pi ใน Python
• ความคิดสุดท้าย

ทำความเข้าใจกับ Pi ใน Python

Pi (?) แทนอัตราส่วนของเส้นรอบวงของวงกลม (c) ต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (d) พูดง่ายๆ ว่า ? = ค/ด.

ค่าของ pi อยู่ที่ประมาณ 3.14159

Pi เป็นจำนวนอตรรกยะซึ่งหมายความว่ามันดำเนินต่อไปอย่างไม่รู้จบโดยไม่เกิดซ้ำ ไม่สามารถแสดงเป็นเศษส่วนอย่างง่ายและไม่มีการแสดงทศนิยมที่แน่นอน

ต่อไปนี้เป็นตัวเลขสองสามตัวแรกของ pi เพื่อให้คุณเข้าใจธรรมชาติของมัน:

3.14159265358979323846...

ค่าของ pi มักจะถูกทำให้สั้นลงเหลือเพียงทศนิยมไม่กี่ตำแหน่งในการคำนวณเพื่อการใช้งานจริง เช่น 3.14 หรือ 22/7

อย่างไรก็ตาม การแสดงแบบตัดทอนนี้อาจไม่แม่นยำเพียงพอสำหรับบางแอปพลิเคชัน เช่น การจำลองตัวเลขที่มีความแม่นยำสูงหรือการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง

4 วิธีทั่วไปในการเข้าถึง Pi ใน Python

วิธีทั่วไปสี่วิธีในการเข้าถึง pi ใน Python คือการใช้:

• โมดูลคณิตศาสตร์

• โมดูล NumPy

• โมดูล SciPy

• โมดูล cmath

โปรดทราบว่าแม้ว่าค่าคงที่ ของ Python จะแม่นยำเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีค่าประมาณที่แม่นยำกว่าในไลบรารีอื่นๆ ตัวอย่างเช่น NumPy ให้ความแม่นยำในระดับที่สูงขึ้น

การเลือกใช้ห้องสมุดใดขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของคุณและฟังก์ชันการทำงานอื่น ๆ ที่คุณอาจต้องการจากห้องสมุด หากคุณใช้NumPyหรือSciPyในโครงการของคุณอยู่แล้ว ควรใช้ค่าคงที่ pi ตามลำดับ

หากคุณต้องการทำงานกับจำนวนเชิงซ้อน โมดูล cmathเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

หากคุณไม่ต้องการฟังก์ชันเพิ่มเติมจากไลบรารีเหล่านี้และต้องการเพียงค่า pi โดยประมาณ การใช้ไลบรารีคณิตศาสตร์ในตัวของ Python น่าจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณ

วิธีเข้าถึง Pi ด้วยห้องสมุดคณิตศาสตร์

โมดูลคณิตศาสตร์ใน Python ช่วยให้คุณทำงานกับตัวเลข pi และให้การประมาณทศนิยมสูงสุด 15 ตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ

นี่เป็นหนึ่งในโมดูลในตัวของ Python ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องดาวน์โหลดและติดตั้งแยกต่างหาก

คุณมีสองตัวเลือกในการนำเข้า pi เพื่อใช้ในรหัสของคุณ:

1. นำเข้าห้องสมุดคณิตศาสตร์

2. นำเข้าเฉพาะค่าคงที่ pi

รหัสนี้นำเข้าไลบรารีทั้งหมด:

import math
pi_value = math.pi

รหัสนี้นำเข้าเฉพาะค่าคงที่ pi:

from math import pi
pi_value = pi

3 วิธีในการใช้ค่าคงที่ Pi กับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์อื่นๆ

นอกเหนือจากค่าคงที่ pi แล้ว โมดูลคณิตศาสตร์ยังมีฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์อื่นๆ อีกมากมาย ฟังก์ชันเหล่านี้สามารถใช้ร่วมกับmath.piเพื่อ:

1. คำนวณเส้นรอบวงของวงกลม

2. คำนวณพื้นที่ของวงกลม

3. คำนวณเรเดียนและองศา

มาดูกันทีละอย่าง

1. เส้นรอบวงของวงกลม

เส้นรอบวงของวงกลมสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ค = 2 ? ร

• Cคือเส้นรอบวง

• ? คือค่าคงที่ Pi

• rคือรัศมีของวงกลม

ใน Python คุณสามารถคำนวณเส้นรอบวงของวงกลมได้โดยนำเข้า โมดูล คณิตศาสตร์และใช้ค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ของ pi ดังนี้:

import math

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

คุณอาจต้องการระยะทางแบบยุคลิดสำหรับจุดสองจุดบนเส้นรอบวง วิดีโอนี้แสดงการคำนวณ:

2. พื้นที่ของวงกลม

พื้นที่วงกลมสามารถคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

เอ = ? * r^2

• Aคือพื้นที่

• ? คือค่าคงที่ Pi

• rคือรัศมีของวงกลม

ใน Python คุณสามารถคำนวณพื้นที่ของวงกลมได้ดังนี้:

import math

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

3. เรเดียนและดีกรี

มุมสามารถวัดได้ในสองหน่วยทั่วไป: องศาและเรเดียน วงกลมเต็มประกอบด้วย 360 องศาหรือ 2? เรเดียน ในการแปลงองศาเป็นเรเดียน คุณสามารถใช้ pi ในสูตรง่ายๆ:

เรเดียน = องศา * (? / 180)

อย่างไรก็ตาม โมดูลคณิตศาสตร์ยังมีฟังก์ชันที่สะดวกในการแปลงองศาเป็นเรเดียน: the math.radians () สิ่งนี้ทำให้การคำนวณของคุณง่ายขึ้น

นี่คือตัวอย่างพื้นฐานของวิธีใช้ฟังก์ชันradians() :

import math

angle_degrees = 45
angle_radians = math.radians(angle_degrees)

print(angle_radians)

ฟังก์ชันส่งคืนการคำนวณตามค่าคงที่ Pi คณิตศาสตร์ในตัว

วิธีใช้ Pi กับโมดูล NumPy

NumPy เป็นไลบรารี Python ยอดนิยมสำหรับการทำงานกับข้อมูลตัวเลข ให้ค่าคงที่สำหรับค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ pi (ประมาณ 3.14159)

NumPy ไม่ใช่โมดูล Python ในตัว ซึ่งแตกต่างจากไลบรารีคณิตศาสตร์ คุณสามารถติดตั้งได้โดยใช้ pip ตัวจัดการแพ็คเกจของ Python คำสั่งในการติดตั้ง Python NumPy โดยทั่วไปจะเป็น:

pip install numpy

นี่คือตัวอย่างการนำเข้าโมดูลและการเข้าถึงค่าคงที่ pi NumPy:

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

รหัสนี้จะส่งออกค่าของตัวแปร pi (3.141592653589793) จากไลบรารี NumPy

วิธีใช้ Pi กับโมดูล SciPy

SciPy เป็นอีกหนึ่งห้องสมุด Python ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค มันสร้างขึ้นจากไลบรารี NumPy และมีฟังก์ชันเพิ่มเติมหลายอย่าง

คุณสามารถติดตั้งได้โดยใช้ pip ตัวจัดการแพ็คเกจของ Python คำสั่งในการติดตั้ง SciPy โดยทั่วไปจะเป็น:

pip install scipy

นี่คือตัวอย่างการนำเข้า SciPy และการเข้าถึงค่าคงที่ pi:

import scipy
pi_value = scipy.pi
print(pi_value)

รหัสนี้จะส่งคืนค่าของ pi (3.141592653589793) ที่จัดทำโดยห้องสมุด SciPy

การใช้จำนวนเชิงซ้อนกับโมดูล cmath

Python รองรับจำนวนเชิงซ้อนผ่านโมดูลcmath ในตัว

นี่คือตัวอย่างการใช้ค่าคงที่ pi ใน โมดูล cmathสำหรับการคำนวณด้วยจำนวนเชิงซ้อน:

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)

การจัดการข้อผิดพลาดและข้อยกเว้นด้วย Pi ใน Python

เมื่อทำการคำนวณด้วย pi ใน Python ควรใช้เทคนิคการจัดการข้อยกเว้นที่เหมาะสมเสมอ คุณอาจพบข้อผิดพลาดในการคำนวณที่พบบ่อย:

• ZeroDivisionError

• ข้อผิดพลาดล้น

• ข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์

ในการจัดการข้อยกเว้นหลายรายการ คุณสามารถใช้คำสั่งtry, exception และ สุดท้ายใน Python:

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

นี่คือตัวอย่างการจัดการข้อผิดพลาดเมื่อคำนวณพื้นที่วงกลม:

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)

ความคิดสุดท้าย

คุณได้เรียนรู้วิธีเข้าถึง pi โดยใช้โมดูล Python ที่แตกต่างกันสี่โมดูล ขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ อย่าลืมเลือกตัวที่ให้ความแม่นยำที่คุณต้องการ

ตัวอย่างมากมายในบทความนี้ครอบคลุมสถานการณ์ส่วนใหญ่ที่คุณจะพบในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของคุณ หากคุณต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติมข้อมูลสรุป Python ของเรา และChatGPTเป็นแหล่งข้อมูลที่ดีเยี่ยม

มีความสุขในการเข้ารหัส!