Мнимые числа в Python

1. Инициализировать комплексное число в Python
2. Использование атрибутов и функций комплексных чисел в Python
3. Используйте регулярные математические операции над комплексным числом в Python
4. Использование функций модуля cmath для комплексных чисел
5. Используйте функцию numpy.array() для хранения мнимых чисел в массивах в Python

Python - очень универсальный язык для работы с числовыми данными. Он также поддерживает работу как с действительными, так и с мнимыми числами. В этом руководстве вы узнаете больше о мнимых числах и о том, как работать с ними в Python.

Инициализировать комплексное число в Python

Комплексные числа состоят из действительной и мнимой частей. В Python мнимую часть можно выразить, просто добавив j или J после числа.

Комплексное число можно создать легко: напрямую присвоив переменной действительную и мнимую части. В приведенном ниже примере кода показано, как создать комплексное число в Python:

a = 8 + 5j
print(type(a))

Выход:

<class 'complex'>

Мы также можем использовать встроенную функцию complex() для преобразования двух заданных действительных чисел в комплексное число.

a = 8
b = 5
c = complex(8,5)
print(type(c))

Выход:

<class 'complex'>

Теперь вторая половина статьи будет больше посвящена работе с мнимыми числами в Python.

Использование атрибутов и функций комплексных чисел в Python

Комплексные числа имеют несколько встроенных средств доступа, которые можно использовать для получения общей информации.

Например, чтобы получить доступ к действительной части комплексного числа, мы можем использовать встроенную функцию real() и аналогичным образом использовать функцию imag() для доступа к мнимой части. Кроме того, мы также можем найти сопряжение комплексного числа с помощью функции conjugate().

a = 8 + 5j
print('Real Part = ', a.real)
print('Imaginary Part = ', a.imag)
print('Conjugate = ', a.conjugate())

Выход:

Real Part =  8.0
Imaginary Part =  5.0
Conjugate =  (8-5j)

Используйте регулярные математические операции над комплексным числом в Python

Вы можете выполнять основные математические операции, такие как сложение и умножение комплексных чисел в Python. Следующий код реализует простые математические процедуры с двумя заданными комплексными числами.

a = 8 + 5j
b = 10 + 2j

# Adding imaginary part of both numbers
c = (a.imag + b.imag)
print(c)

# Simple multiplication of both complex numbers
print('after multiplication = ', a*b)

Выход:

7.0
after multiplication =  (70+66j)

Использование функций модуля cmath для комплексных чисел

Модуль cmath - это специальный модуль, который обеспечивает доступ к нескольким функциям, предназначенным для использования с комплексными числами. Этот модуль состоит из множества функций. Некоторые из них - фаза комплексного числа, степенные и логарифмические функции, тригонометрические функции и гиперболические функции.

Модуль cmath также включает пару констант, таких как pi, tau, Positive infinity и еще несколько констант, используемых в вычислениях.

Следующий код реализует некоторые функции модуля cmath для комплексного числа в Python:

import cmath
a = 8 + 5j
ph = cmath.phase(a)

print('Phase:', ph)
print('e^a is:', cmath.exp(a))
print('sine value of complex no.:\n', cmath.sin(a))
print('Hyperbolic sine is: \n', cmath.sinh(a))

Выход:

Phase: 0.5585993153435624
e^a is: (845.5850573783163-2858.5129755252788j)
sine value of complex no.:
 (73.42022455449552-10.796569647775932j)
Hyperbolic sine is: 
 (422.7924811101271-1429.2566486042679j)

Используйте функцию numpy.array() для хранения мнимых чисел в массивах в Python

Термин NumPy является аббревиатурой от Numerical Python. Это библиотека, предоставляемая Python, которая работает с массивами и предоставляет функции для работы с этими массивами. Как следует из названия, функция numpy.array() используется при создании массива. Программа ниже демонстрирует, как вы можете создать массив комплексных чисел в Python:

import numpy as np
arr = np.array([8+5j,10+2j,4+3j])
print(arr)

Выход:

[8.+5.j 10.+2.j  4.+3.j]

Комплексные числа - это один из трех способов, которыми Python позволяет хранить и реализовывать числовые данные. Это также считается важной частью программирования на Python. Вы можете выполнять широкий спектр операций с комплексными числами с помощью языка программирования Python.