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Python NumPy로 배열 요소의 쌍곡선 코사인(cosh) 계산하기

numpy.cosh() 메서드 소개

Python Numpy에서 배열 요소의 쌍곡선 코사인(hyperbolic cosine)을 계산하려면 numpy.cosh() 메서드를 사용하면 됩니다. 이 메서드는 수학적으로 1/2 * (np.exp(x) + np.exp(-x))np.cos(1j*x)와 동일한 결과를 반환합니다. 입력값 x가 스칼라라면 결과 역시 스칼라로 반환됩니다.

매개변수 설명

첫 번째 매개변수(x): 쌍곡선 코사인을 계산할 입력 배열입니다.

두 번째 매개변수(out, 선택 사항): 결과가 저장될 ndarray입니다. 값을 지정하면 입력들이 브로드캐스팅되는 형태(shape)와 일치해야 하며, 지정하지 않거나 None으로 두면 새로 할당된 배열이 반환됩니다.

세 번째 매개변수(where, 선택 사항): 입력 전체에 브로드캐스팅되는 조건입니다. 조건이 True인 위치에는 ufunc 연산 결과가 저장되고, 그 외의 위치에서는 out 배열이 원래 값을 그대로 유지합니다.

계산 단계

먼저 필요한 라이브러리를 임포트합니다.

import numpy as np

Numpy의 array() 메서드를 사용해 배열을 생성하고, 배열 요소의 삼각함수 쌍곡선 코사인 값을 구합니다.

arr = np.array((0., 30., 45., 60., 90., 180., np.pi*1j/2, np.pi*1j))

생성된 배열을 화면에 출력합니다.

print("Array...\n", arr)

배열의 데이터 타입을 확인합니다.

print("\nArray datatype...\n", arr.dtype)

배열의 차원을 확인합니다.

print("\nArray Dimensions...\n", arr.ndim)

배열에 포함된 요소의 개수를 확인합니다.

print("\nNumber of elements in the Array...\n", arr.size)

마지막으로 numpy.cosh() 메서드를 사용해 배열 요소들의 쌍곡선 코사인을 계산합니다.

print("\nResult...", np.cosh(arr))

전체 예제 코드

import numpy as np

# Python Numpy의 numpy.cosh() 메서드로 배열 요소의 쌍곡선 코사인을 계산합니다.
# 이 메서드는 1/2 * (np.exp(x) + np.exp(-x)) 및 np.cos(1j*x)와 동일합니다.
# 해당하는 쌍곡선 코사인 값을 반환하며, x가 스칼라이면 결과도 스칼라입니다.

print("배열 요소의 삼각함수 쌍곡선 코사인 값을 구합니다...")
# Numpy의 array() 메서드로 배열 생성
arr = np.array((0., 30., 45., 60., 90., 180., np.pi*1j/2, np.pi*1j))

# 배열 출력
print("Array...\n", arr)

# 배열의 데이터 타입 확인
print("\nOur Array type...\n", arr.dtype)

# 배열의 차원 확인
print("\nOur Array Dimensions...\n", arr.ndim)

# 배열의 요소 개수 확인
print("\nNumber of elements...\n", arr.size)

# numpy.cosh() 메서드로 배열 요소의 쌍곡선 코사인 계산
print("\nResult...", np.cosh(arr))

실행 결과

Get the Trigonometric Hyperbolic cosine of the array elements...
Array...
[ 0.+0.j    30.+0.j    45.+0.j           60.+0.j
90.+0.j    180.+0.j     0.+1.57079633j    0.+3.14159265j]

Our Array type...
complex128

Our Array Dimensions...
1

Number of elements...
8

Result... [ 1.00000000e+00+0.j 5.34323729e+12+0.j 1.74671355e+19+0.j
5.71003695e+25+0.j 6.10201647e+38+0.j 7.44692100e+77+0.j
6.12323400e-17+0.j -1.00000000e+00+0.j]

결과 해석

실행 결과를 보면 실수부와 허수부를 모두 포함하는 복소수(complex128) 배열이 입력으로 사용되었으며, 각 요소에 대해 쌍곡선 코사인 값이 계산되었습니다. 예를 들어 0의 쌍곡선 코사인은 1이고, πi/2의 경우 약 6.12e-17(사실상 0), πi의 경우 -1로 계산되어 오일러 공식과 일치하는 수학적 성질을 확인할 수 있습니다.