Pythonで学ぶ！初心者向け数学の基礎

Pythonの特徴と数学演算の基本

Pythonはシンプルで読みやすいプログラミング言語で、数学演算にも優れた機能を持っています。Pythonでの数学演算の基本として、算術演算子と数学関数があります。

Pythonでの算術演算子の使用方法

算術演算子は、四則演算と剰余の計算を行うための演算子です。

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print(2 + 3)  # 加算
print(5 - 1)  # 減算
print(2 * 4)  # 乗算
print(10 / 2)  # 除算
print(10 % 3)  # 剰余

結果はそれぞれ、5、4、8、5.0、1となります。

Pythonでの数学関数の使い方

数学関数は、三角関数、対数関数、指数関数など、様々な数学的な計算を行うための関数です。

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import math
print(math.sin(math.pi / 2))  # 正弦関数
print(math.log(2))  # 自然対数
print(math.exp(2))  # 自然対数の底の累乗

結果はそれぞれ、1.0、0.6931471805599453、7.3890560989306495となります。

Pythonでの統計計算の方法

Pythonでの統計計算には、統計関数やNumPyといったライブラリが利用できます。

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import statistics
data = [1, 2, 3, 4, 5]
print(statistics.mean(data))  # 平均値
print(statistics.median(data))  # 中央値
print(statistics.stdev(data))  # 標準偏差

結果はそれぞれ、3、3、1.5811388300841898となります。

Pythonでの確率と統計の基本

Pythonでの確率と統計には、確率分布やモンテカルロ法、機械学習などがあります。

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import random
# 2つのサイコロを振った場合の合計の確率分布
dice = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
results = [i + j for i in dice for j in dice]
print(results.count(7) / len(results))  # 7が出る確率

結果は、0.16666666666666666となります。

Pythonでの行列計算の基本

Pythonでの行列計算には、NumPyライブラリが利用できます。

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import numpy as np
A = np.array([[1, 2], [3, 4]])
B = np.array([[5, 6], [7, 8]])
print(np.dot(A, B))  # 行列の積

結果は、[[19 22] [43 50]]となります。

まとめ

Pythonは、数学演算や統計計算に優れた機能を持っています。算術演算子や数学関数、統計関数、確率分布、行列計算などの基本的な内容を学ぶことで、数学的な計算をPythonで簡単に実行することができます。