Imaginäre Zahlen in Python

1. Initialisieren Sie eine komplexe Zahl in Python
2. Verwendung von die Attribute und Funktionen für komplexe Zahlen in Python
3. Verwendung von die regulären mathematischen Operationen an einer komplexen Zahl in Python
4. Nutzen Sie die Modulfunktionen cmath für komplexe Zahlen
5. Verwenden Sie die Funktion numpy.array(), um imaginäre Zahlen in Arrays in Python zu speichern

Python ist eine sehr vielseitige Sprache für den Umgang mit numerischen Daten. Es unterstützt auch das Arbeiten mit reellen und imaginären Zahlen. In diesem Tutorial erfahren Sie mehr über imaginäre Zahlen und wie Sie mit ihnen in Python arbeiten.

Initialisieren Sie eine komplexe Zahl in Python

Komplexe Zahlen bestehen aus einem Realteil und einem Imaginärteil. In Python kann der Imaginärteil ausgedrückt werden, indem einfach ein j oder J nach der Zahl hinzugefügt wird.

Eine komplexe Zahl lässt sich einfach erstellen: indem man Real- und Imaginärteil direkt einer Variablen zuordnet. Der folgende Beispielcode zeigt, wie Sie in Python eine komplexe Zahl erstellen können:

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

Ausgabe:

<class 'complex'>

Wir können auch die eingebaute Funktion complex() verwenden, um die beiden gegebenen reellen Zahlen in eine komplexe Zahl umzuwandeln.

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

Ausgabe:

<class 'complex'>

Die andere Hälfte des Artikels konzentriert sich nun mehr auf die Arbeit mit imaginären Zahlen in Python.

Verwendung von die Attribute und Funktionen für komplexe Zahlen in Python

Komplexe Zahlen verfügen über einige integrierte Zugriffsmethoden, die für allgemeine Informationen verwendet werden können.

Um beispielsweise auf den Realteil einer komplexen Zahl zuzugreifen, können wir die eingebaute Funktion real() verwenden und auf ähnliche Weise die Funktion imag() verwenden, um auf den Imaginärteil zuzugreifen. Zusätzlich können wir mit der Funktion conjugate() auch die Konjugierte einer komplexen Zahl finden.

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

Ausgabe:

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

Verwendung von die regulären mathematischen Operationen an einer komplexen Zahl in Python

Sie können in Python grundlegende mathematische Operationen wie Addition und Multiplikation mit komplexen Zahlen durchführen. Der folgende Code implementiert einfache mathematische Prozeduren für zwei gegebene komplexe Zahlen.

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)

Ausgabe:

7.0
after multiplication =  (70+66j)

Nutzen Sie die Modulfunktionen cmath für komplexe Zahlen

Das Modul cmath ist ein spezielles Modul, das Zugriff auf verschiedene Funktionen bietet, die für komplexe Zahlen gedacht sind. Dieses Modul besteht aus einer Vielzahl von Funktionen. Einige bemerkenswerte sind die Phase einer komplexen Zahl, Potenz- und Logfunktionen, trigonometrische Funktionen und hyperbolische Funktionen.

Das Modul cmath enthält auch einige Konstanten wie pi, tau, Positive infinity und einige weitere Konstanten, die in den Berechnungen verwendet werden.

Der folgende Code implementiert einige der Funktionen des Moduls cmath für die komplexe Zahl in 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))

Ausgabe:

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)

Verwenden Sie die Funktion numpy.array(), um imaginäre Zahlen in Arrays in Python zu speichern

Der Begriff NumPy ist eine Abkürzung für Numerical Python. Es ist eine von Python bereitgestellte Bibliothek, die sich mit Arrays befasst und Funktionen zum Arbeiten mit diesen Arrays bereitstellt. Wie der Name schon sagt, wird die Funktion numpy.array() bei der Erstellung eines Arrays verwendet. Das folgende Programm zeigt, wie Sie in Python ein Array komplexer Zahlen erstellen können:

import numpy as np

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

Ausgabe:

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

Komplexe Zahlen sind eine der drei Möglichkeiten, mit denen Python die Speicherung und Implementierung numerischer Daten ermöglicht. Es wird auch als wesentlicher Bestandteil der Python-Programmierung angesehen. Mit der Programmiersprache Python können Sie eine Vielzahl von Operationen mit komplexen Zahlen ausführen.