极客笔记Python中的余弦函数
在本教程中，我们将讨论在Python中实现三角函数 余弦（cos） 的方法。我们将讨论可以在Python程序中使用的模块，用于实现cos函数。我们还将学习如何在程序中使用cos函数绘制图形。所以，让我们开始看一下可以导入到程序中以使用cos函数的模块。
cos函数的Python模块
在Python中，我们有一个math模块，可以用于导入和实现cos函数以及其他重要的数学运算。除了math模块外，我们还可以使用Python的numpy模块来在程序中实现cos函数。我们将分别学习使用这两个模块，即math模块和numpy模块，来在程序中实现cos函数。
方法1：math模块中的cos()函数
Python的math模块提供了许多重要的数学值和运算，其中包括cos()函数。我们可以使用math模块的cos()函数来在程序中实现三角函数余弦值。 math.cos() 函数返回我们在函数中给定的参数的三角函数余弦值，即cosine的度值。而我们在函数中给定的参数值应该是以弧度为单位的。
语法 –
以下是在Python程序中使用math.cos()函数的语法：
math.cos(a)
参数： 在这里，参数 a = value 代表弧度值。
返回值： math.cos() 函数返回我们在函数内给定的参数’a’的弧度的余弦值。
让我们通过以下示例程序来理解Python中math模块的 cos() 函数的用法：
示例：
# Import math module
import math
# Define an input radian value
x = math.pi / 12
# Printing cosine value for respective input value
print ("The cosine value of pi / 12 value as given is : ", end ="")
print (math.cos(x))
输出：
The cosine value of pi / 12 value as given is: 0.9659258262890683
方法2：Numpy模块中的cos()函数
除了math模块之外，我们还可以使用numpy模块来实现程序中的三角余弦值。为此，我们在numpy模块中提供了一个cos()函数，该函数在输出中给出了数学余弦值。与math.cos()函数类似，使用numpy模块的cos()函数时，我们必须在函数内部给定以弧度为单位的参数值。
以下是在Python程序中使用numpy.cos()函数的语法：
numpy.cos(a)
参数： 在numpy.cos()函数中，我们可以给予以下类型的参数’a’：
- 我们可以在函数中给予一个以弧度为单位的单一值参数。
- 我们还可以在函数中给予一个包含多个弧度值的数组作为参数。
返回类型： numpy.cos()函数将返回给定数字的余弦值。
让我们通过以下示例程序来了解Python中numpy模块的cos()函数的用法：
示例
# importing numpy module as jtp in program
import numpy as jtp
# defining multiple input values in a single array
ValArray = [0, jtp.pi / 4, jtp.pi / 7, jtp.pi/9, jtp.pi/12, jtp.pi/5]
# printing input array in output
print ("Values given in the input array: \n", ValArray)
# using cos() function to get cosine values
CosArray = jtp.cos(ValArray)
# printing cos values in output
print ("\nRespective Cosine values for input array values: \n", CosArray)
输出：
Values given in the input array:
[0, 0.7853981633974483, 0.4487989505128276, 0.3490658503988659, 0.2617993877991494, 0.6283185307179586]
Respective Cosine values for input array values:
[1. 0.70710678 0.90096887 0.93969262 0.96592583 0.80901699]
在输出中绘制余弦值的图形表示
到目前为止，我们已经学习了在 Python 程序中使用 numpy 和 math 模块的 cos() 函数。现在，我们将同时使用 numpy 和 math 模块，并使用 cos() 函数绘制余弦值的图形表示。我们可以用以下两种方式进行图形表示：
- 直接导入和实现 cos() 函数以及 numpy 和 math 模块
- 使用 numpy 和 math 模块迭代 cos() 函数
让我们通过在 Python 程序中使用这两种方法并在输出中绘制图形来理解其实现。
示例1：直接导入和实现 cos() 函数以及 numpy 和 math 模块
# importing numpy module as jtp
import numpy as jtp
# importing matplotlib module as mlt
import matplotlib.pyplot as mlt
# Defining an array containing radian values
RadValArray = jtp.linspace(-(2*jtp.pi), 2*jtp.pi, 20)
# cosine values for respective array value
CosValArray = jtp.cos(RadValArray)
# printing values in output
print("Radian values in the array: ", RadValArray)
print("\nRespective cos values of array: ", CosValArray)
# using plot() function with variables
mlt.plot(RadValArray, CosValArray, color = 'blue', marker = "*")
mlt.title("Graphical representation of cos function")
mlt.xlabel("X-axis")
mlt.ylabel("Y-axis")
# plotting graph in output
mlt.show()
输出：
Radian values in the array: [-6.28318531 -5.62179738 -4.96040945 -4.29902153 -3.6376336 -2.97624567
-2.31485774 -1.65346982 -0.99208189 -0.33069396 0.33069396 0.99208189
1.65346982 2.31485774 2.97624567 3.6376336 4.29902153 4.96040945
5.62179738 6.28318531]
Respective cos values of array: [ 1. 0.78914051 0.24548549 -0.40169542 -0.87947375 -0.9863613
-0.67728157 -0.08257935 0.54694816 0.94581724 0.94581724 0.54694816
-0.08257935 -0.67728157 -0.9863613 -0.87947375 -0.40169542 0.24548549
0.78914051 1. ]
示例2：使用numpy和math模块迭代cos()函数
# importing math module
import math
# importing numpy module as jtp
import numpy as jtp
# importing matplotlib module as mlt
import matplotlib.pyplot as mlt
# Defining an array containing radian values
RadValArray = jtp.linspace(-(2*jtp.pi), 2*jtp.pi, 20)
# Empty array for cosine values
CosValArray = []
#Iterating over the cos values array
for j in range(len(RadValArray)):
CosValArray.append(math.cos(RadValArray[j]))
j += 1
# printing respective values in output
print("Radian values in the array: ", RadValArray)
print("\nRespective cos values of array: ", CosValArray)
# using plot() function with variables
mlt.plot(RadValArray, CosValArray, color = 'orange', marker = "+")
mlt.title("Graphical representation of cos function")
mlt.xlabel("X-axis")
mlt.ylabel("Y-axis")
# plotting graph in output
mlt.show()
输出：
Radian values in the array: [-6.28318531 -5.62179738 -4.96040945 -4.29902153 -3.6376336 -2.97624567
-2.31485774 -1.65346982 -0.99208189 -0.33069396 0.33069396 0.99208189
1.65346982 2.31485774 2.97624567 3.6376336 4.29902153 4.96040945
5.62179738 6.28318531]
Respective cos values of array: [1.0, 0.7891405093963934, 0.2454854871407988, -0.40169542465296987, -0.8794737512064891, -0.9863613034027223, -0.6772815716257412, -0.08257934547233249, 0.5469481581224268, 0.9458172417006346, 0.9458172417006346, 0.5469481581224268, -0.0825793454723316, -0.6772815716257405, -0.9863613034027223, -0.8794737512064893, -0.40169542465296987, 0.2454854871407988, 0.7891405093963934, 1.0]
