数学#

介绍#

数学模块包含内置的 Python 函数和完整的 math 模块，后者在 VEXcode 中自动启用。这些工具使您能够执行从基本算术到高级三角函数、四舍五入和对数运算的各种操作。

使用这些函数和常量可以计算机器人的位置、角度、距离和其他数值。您还可以进行角度和弧度之间的转换、计算表达式以及处理特殊值，例如无穷大和 NaN。

以下是可用的数学函数、常量和实用程序列表：

内置函数 – Python 中包含的常用数学工具。

  • abs – 返回一个数的绝对值。

  • round – 将数字四舍五入到指定的小数位数。

  • min – 返回输入值中的最小值。

  • max – 返回输入值中的最大值。

  • sum – 将可迭代对象中的所有值相加。

  • divmod – 返回商和余数作为元组。

  • pow – 将一个数提升到幂，可以选择带模数。

  • int – 将值转换为整数。

  • float – 将值转换为浮点数。

常量 – 来自 math 模块的预定义值。

  • math.pi – 常数 π (pi)。

  • math.e – 欧拉数，自然对数的底数。

三角学——计算角度和边之间的关系。

舍入与绝对值 – 调整精度或方向。

指数与对数——幂、根和对数计算。

浮点运算——检查或分解浮点值。

  • math.modf – 返回浮点数的分数部分和整数部分。

  • math.frexp – 将一个数分解为尾数和指数。

  • math.fmod – 余数，符号与被除数相同。

  • math.copysign – 返回一个值，其符号与另一个值的符号相同。

  • math.ldexp – 计算 x * (2 ** exp)。

内置功能#

Python 提供了几个内置函数，允许你在项目中执行数学运算。

abs#

abs 返回一个数的绝对值，去掉任何负号。

Usage:
abs(x)

范围

描述

x

整数或浮点数。

 
# Get the absolute value of -10
abs_result = abs(-10)
brain.print(abs_result)

# abs_result = 10

round#

round 将数字四舍五入到指定的小数位数。

Usage:
round(x, ndigits)

范围

描述

x

整数或浮点数。

ndigits

可选。四舍五入到小数点后的位数。默认值为 0。

 
# Round 5.7 to the nearest integer
round_int_result = round(5.7)
brain.print(round_int_result)

# round_int_result = 6


# Round 3.14159 to 2 decimal places
round_result = round(3.14159, 2)
brain.print(round_result, precision=2)

# round_result = 3.14

min#

min 返回多个参数或可迭代对象中的最小值。

Usage:
min(arg1, arg2, …) or min(sequence)

范围

描述

arg1, arg2, …

需要比较的数据。

sequence

包含数字的列表、元组或其他序列。

 
# Get the smallest number from 3, 7, and 1
min_result = min(3, 7, 1)
brain.print(min_result)

# min_result = 1


# Get the smallest value from a list
min_list_result = min([10, 4, 25, 1])
brain.print(min_list_result)

# min_list_result = 1

max#

max 返回多个参数或可迭代对象中的最大值。

Usage:
max(arg1, arg2, …) or max(sequence)

范围

描述

arg1, arg2, …

需要比较的数据。

sequence

包含数字的列表、元组或其他序列。

 
# Get the largest number from 3, 7, and 1
max_result = max(3, 7, 1)
brain.print(max_result)

# max_result = 7


# Get the largest value from a list
max_list_result = max([10, 4, 25, 1])
brain.print(max_list_result)

# max_list_result = 25

sum#

sum 将可迭代对象中的所有值相加，可以指定一个起始值。

Usage:
sum(sequence, start)

范围

描述

sequence

包含数字的列表、元组或其他序列。

start

可选。要添加到总和中的值。默认值为 0。

 
# Calculate the sum of a list of numbers
sum_result = sum([1, 2, 3, 4, 5])
brain.print(sum_result)

# sum_result = 15


# Calculate the sum of a list with a starting value of 10
sum_with_start = sum([1, 2, 3], 10)
brain.print(sum_with_start)

# sum_with_start = 16

divmod#

divmod 返回一个包含除法运算的商和余数的元组。

Usage:
divmod(a, b)

范围

描述

a

分红。

b

除数。

 
# Perform integer division and remainder of 10 / 3
divmod_result = divmod(10, 3)
brain.print(divmod_result)

# divmod_result = (3, 1)

pow#

pow 将一个数提升到一个幂，并可选择执行取模运算。

Usage:
pow(x, y, mod)

范围

描述

x

基数。

y

指数。

mod

可选。模值。如果提供，则返回 (x ** y) % mod。

 
# Calculate 2 raised to the power of 3
pow_result = pow(2, 3)
brain.print(pow_result)

# pow_result = 8

int#

int 将数字或字符串转换为整数。它还支持从字符串转换时进行进制转换。

Usage:
int(x, base)

范围

描述

x

要转换的数字、字符串或其他对象。

base

可选。用于转换的数字基数。默认值为 10。

 
# Convert a float to an integer to get rid of decimals
price = 19.99
price_int = int(price)
brain.print("{} coins".format(price_int))

# Output: 19 coins


# Convert a string into an integer to use in calculations
user_input = "55"
user_number = int(user_input)
brain.print(user_number * 2)

# Output: 110

float#

float 将数字或字符串转换为浮点数。

Usage:
float(x)

范围

描述

x

要转换的数字、字符串或其他对象。

 
# Convert division result to a float
num_apples = 6
num_people = 2
apples_per_person = float(num_apples) / num_people
brain.print(apples_per_person)

# Output: 3.00


# Convert a string into a float to use in calculations
user_input = "23.4"
user_number = float(user_input)
brain.print(user_number * 3)

# Output: 70.20

数学模块#

MicroPython 中的 math 模块提供了执行常见数学计算的附加方法。这些方法包括三角函数运算、对数运算和其他数值运算。

VEXcode 默认导入 math 模块。

Constants#

常量是预先定义好的值，在项目过程中保持不变。它们可以直接用于计算，无需任何定义或赋值。

π#

pi 给出了数学常数 π，即圆的周长与其直径之比。

Usage:
math.pi

# Calculate the area of a circle with radius 5 using pi
circle_area = math.pi * 5 * 5
brain.print(circle_area, precision=2)

# circle_area = 78.54

e#

e 表示自然对数的底数。

Usage:
math.e

# Calculate e raised to the power of 2
e_power = math.pow(math.e, 2)
brain.print(e_power, precision=2)

# e_power = 7.39

Trigonometry#

罪#

sin 计算弧度角的正弦值并返回浮点数。

Usage:
math.sin(x)

范围

描述

x

表示弧度角度的浮点数或整数。

 
# Calculate the sine of 
# 30 degrees in radians
result = math.sin(math.radians(30))
brain.print(result, precision=2)

# result = 0.50

化学#

cos 计算弧度角的余弦值并返回浮点数。

Usage:
math.cos(x)

范围

描述

x

表示弧度角度的浮点数或整数。

 
# Calculate the cosine of 
# 60 degrees in radians
result = math.cos(math.radians(60))
brain.print(result, precision=2)

# result = 0.50

棕褐色#

tan 计算弧度角的正切值并返回浮点数。

Usage:
math.tan(x)

范围

描述

x

表示弧度角度的浮点数或整数。

 
# Calculate the tangent of 
# 45 degrees in radians
result = math.tan(math.radians(45))
brain.print(result)

# result = 1.00

亚辛#

asin 计算一个数的反正弦（反正弦）并返回一个表示弧度角度的浮点数。

Usage:
math.asin(x)

范围

描述

x

介于 -1 和 1 之间的浮点数或整数。

 
# Calculate the arc sine 
# of 0.5 in degrees
result = math.degrees(math.asin(0.5))
brain.print(result)

# result = 30.00

acos#

acos 计算一个数的反余弦（反余弦），并返回一个表示弧度角度的浮点数。

Usage:
math.acos(x)

范围

描述

x

介于 -1 和 1 之间的浮点数或整数。

 
# Calculate the arc cosine 
# of 0.5 in degrees
result = math.degrees(math.acos(0.5))
brain.print(result)

# result = 60.00

阿坦#

atan 计算一个数的反正切值（反正切值），并返回一个表示弧度角度的浮点数。

Usage:
math.atan(x)

范围

描述

x

浮点数或整数。

 
# Calculate the arc tangent 
# of 1 in degrees
arc_tan = math.atan(1.0)
result = math.degrees(arc_tan)
brain.print(result)

# result = 45.00

atan2#

atan2 计算 y/x 的反正切函数的主值，并返回一个表示弧度角度的浮点数。

Usage:
math.atan2(y, x)

范围

描述

y

表示 y 坐标的浮点数或整数。

x

表示 x 坐标的浮点数或整数。

 
# Calculate the inverse tangent 
# of 1/1 in degrees
atan2 = math.atan2(1.0, 1.0)
result = math.degrees(atan2)
brain.print(result)

# result = 45.00

学位#

degrees 将角度从弧度转换为度，并返回一个浮点数。

Usage:
math.degrees(x)

范围

描述

x

表示弧度角度的浮点数或整数。

 
# Convert pi radians to degrees
degrees_result = math.degrees(math.pi)
brain.print(degrees_result)

# degrees_result = 180.00

弧度#

radians 将角度从度数转换为弧度（浮点数）。

Usage:
math.radians(x)

范围

描述

x

表示角度的浮点数或整数，单位为度。

 
# Convert 180 degrees to radians
radians_result = math.radians(180)
brain.print(radians_result, precision=2)

# radians_result = 3.14

Rounding & Absolute Values#

天花板#

ceil 将数字向上取整到最接近的整数。

Usage:
math.ceil(x)

范围

描述

x

要向上取整的浮点数或整数。

 
# Round 3.7 up to the nearest integer
ceil_result = math.ceil(3.7)
brain.print(ceil_result)

# ceil_result = 4

地面#

floor 将数字向下取整到最接近的整数。

Usage:
math.floor(x)

范围

描述

x

要向下取整的浮点数或整数。

 
# Round 3.7 down to the nearest integer
floor_result = math.floor(3.7)
brain.print(floor_result)

# floor_result = 3

截断#

trunc 删除数字的小数部分而不进行四舍五入。

Usage:
math.trunc(x)

范围

描述

x

待截断的浮点数。

 
# Remove the decimal part of 3.7
trunc_result = math.trunc(3.7)
brain.print(trunc_result)

# trunc_result = 3

工厂#

fabs 返回数字的绝对值（浮点数）。

Usage:
math.fabs(x)

范围

描述

x

浮点数或整数。

 
# Get the absolute value of -3.7
fabs_result = math.fabs(-3.7)
brain.print(fabs_result, precision=1)

# fabs_result = 3.7

Exponents & Logarithms#

日志#

log 计算一个数的对数并返回一个浮点数。

Usage:
math.log(x, base)

范围

描述

x

一个正浮点数或整数。

base

可选。使用的对数底数。默认值为自然对数。

 
# Calculate the natural logarithm
# (base e) of 7.389056
log_result = math.log(7.389056)
brain.print(log_result)

# log_result = 2.00


# Calculate the log base 2 of 8
log_result = math.log(8, 2)
brain.print(log_result)

# log_result = 3.00

10 行#

log10 计算一个数的以 10 为底的对数，并返回一个浮点数。

Usage:
math.log10(x)

范围

描述

x

一个正浮点数或整数。

 
# Calculate the log base 10 of 100
log_result = math.log10(100)
brain.print(log_result)

# log_result = 2.00

火力#

pow 将 x 提升到 y 次方并返回一个浮点数，即使两个输入都是整数。

Usage:
math.pow(x, y)

范围

描述

x

浮点数或整数作为基数。

y

浮点数或整数指数。

 
# Calculate 2 raised to the power of 3
power_result = math.pow(2, 3)
brain.print(power_result)

# power_result = 8.00

平方根#

sqrt 计算一个数的平方根并返回一个浮点数，即使是完全平方数也是如此。

Usage:
math.sqrt(x)

范围

描述

x

非负浮点数或整数。

 
# Calculate the square root of 16
square_root = math.sqrt(16)
brain.print(square_root)

# square_root = 4.00

经验#

exp 计算一个数的指数并返回一个浮点数。

Usage:
math.exp(x)

范围

描述

x

浮点数或整数。

 
# Calculate e raised to the power of 1
exp_result = math.exp(1)
brain.print(exp_result, precision=2)

# exp_result = 2.72

Floating Point Operations#

modf#

modf 将一个数分解成它的小数部分和整数部分，并返回一个元组 (fractional part, integer part)，两者都是浮点数。

Usage:
math.modf(x)

范围

描述

x

要分解的浮点数或整数。

 
# Decompose 3.14159 into fractional and integer parts
fractional_part, integer_part = math.modf(3.14159)
brain.print(fractional_part, precision=2)

brain.print(integer_part)

# fractional_part = 0.14
# integer_part = 3

frexp#

frexp 将一个数字分解为它的尾数和指数，并返回一个元组 (mantissa, exponent)，其中尾数是一个浮点数，指数是一个整数。

Usage:
math.frexp(x)

范围

描述

x

要分解的浮点数或整数。

 
# Decompose 16 into its mantissa and exponent
mantissa, exponent = math.frexp(16)
brain.print(mantissa, precision=2)

brain.print(exponent)

# mantissa = 0.50
# exponent = 5

fmod#

fmod 返回除法的余数，同时保留被除数的符号（x）。

Usage:
math.fmod(x, y)

范围

描述

x

分红。

y

除数。

 
# Calculate remainder of 10 / 3
# that preserves the sign of 10
fmod_result = math.fmod(10, 3)
brain.print(fmod_result)

# fmod_result = 1

版权签名#

copysign 返回带有 y的 x。

Usage:
math.copysign(x, y)

范围

描述

x

要修改的值。

y

要复制其符号的值。

 
# Return -10 with the sign of 3 (positive)
copysign_result = math.copysign(-10, 3)
brain.print(copysign_result)

# copysign_result = 10

ldexp#

ldexp 计算 x * (2 ** exp)，这等价于 x * 2exp。

Usage:
math.ldexp(x, exp)

范围

描述

x

基准值。

exp

指数。

 
# Compute 3 * (2 ** 4)
ldexp_result = math.ldexp(3, 4)
brain.print(ldexp_result)

# ldexp_result = 48
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