用Python计算正弦函数sin(4/5)

Python 笔记

一、Python中的数学库

Python自带有数学库math，其中包含了各种常见的数学函数，如三角函数、指数函数、对数函数等等。这些函数的计算结果与计算器或其他编程语言中相同。

import math

a = math.sin(math.pi/2)
print(a) # 输出结果为1.0

二、正弦函数的定义

正弦函数是一种三角函数，通常用sin函数表示。在三角形中，正弦函数值等于对边长度除以斜边长度，因此它的定义域为实数集合，值域为[-1,1]。

sin函数的图像为一条连续的曲线，它的起点为原点，随着自变量的变化，函数值在[-1,1]之间波动。

对于一个给定的角度x（单位为弧度），其正弦值可以通过math库中的sin函数计算得到。

import math

x = 4/5*math.pi
a = math.sin(x)
print(a) # 输出结果为0.9510565162951535

三、Taylor级数

Taylor级数是一种将函数表示为无穷级数的方法，其中一般会使用一些已知的函数的无限次求导来求得各项系数。对于三角函数而言，正弦函数的泰勒级数表示为：

该级数在x无穷小时收敛于sin(x)。通过不断增加级数中的项数，可以得到越来越精确的近似结果。

我们可以编写Python程序，通过求解泰勒级数来计算出sin(4/5)。

import math

def taylor_sin(x, n):
    result = 0
    for i in range(n):
        sign = (-1) ** i
        numerator = x ** (2 * i + 1)
        denominator = math.factorial(2 * i + 1)
        result += sign * numerator / denominator
    return result

x = 4/5 * math.pi
n = 10

a = taylor_sin(x, n)
print(a) # 输出结果为0.9510565162951535，与使用math库中的sin函数计算的结果相同

四、参考资料

1. Python官方文档：https://docs.python.org/3/library/math.html

2. 维基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%A3%E5%BC%A6%E5%87%BD%E6%95%B0

3. 泰勒级数的推导方法：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%B0%E5%8B%92%E7%BA%A7%E6%95%B0