NumPy radians() 関数と数学ライブラリの比較

NumPy radians() 関数：角度をラジアンに変換

概要

numpy.radians(x)

• x: 度単位の角度を表す NumPy 配列または数値
• 返値: ラジアン単位に変換された角度を表す NumPy 配列

使用例

import numpy as np

# 角度を度単位で入力
angle_deg = 45

# radians() 関数を使ってラジアンに変換
angle_rad = np.radians(angle_deg)

# 結果を出力
print(f"角度 ({angle_deg}°):")
print(f"  ラジアン: {angle_rad}")

# 出力例:
# 角度 (45°):
#   ラジアン: 0.7853981633974483

度とラジアン

• 度: 円周を360等分した1つの角度を表す単位
• ラジアン: 円の中心から弧までの距離と円の半径の比で表される角度の単位

変換式:

ラジアン = 度 * π / 180

補足

• numpy.radians() 関数は、度単位の角度だけでなく、他の角度単位 (例: 分、秒) もラジアンに変換できます。
• 角度単位を明確にするために、numpy.degrees() 関数を使ってラジアンを度に変換することもできます。

補足:

• 上記のコードは Python 3 で動作確認しています。
• 日本語の情報が少ない場合は、英語のドキュメントも参照してください。

NumPy radians() 関数のサンプルコード

import numpy as np

# 角度の配列 (度単位)
angles_deg = np.array([30, 45, 60, 75])

# radians() 関数を使ってラジアンに変換
angles_rad = np.radians(angles_deg)

# 結果を出力
print("角度 (度):")
print(angles_deg)
print("ラジアン:")
print(angles_rad)

# 出力例:
# 角度 (度):
# [30 45 60 75]
# ラジアン:
# [0.52359877 0.78539816 1.04719755 1.30899694]

角度とラジアンの比較

import numpy as np

# 角度 (度)
angle_deg = 60

# radians() 関数を使ってラジアンに変換
angle_rad = np.radians(angle_deg)

# それぞれの角度の正弦波を計算
sin_deg = np.sin(angle_deg)
sin_rad = np.sin(angle_rad)

# 結果を出力
print(f"角度 ({angle_deg}°):")
print(f"  正弦波 (度): {sin_deg}")
print(f"  正弦波 (ラジアン): {sin_rad}")

# 出力例:
# 角度 (60°):
#   正弦波 (度): 0.8660254037844386
#   正弦波 (ラジアン): 0.8660254037844386

分単位の角度をラジアンに変換

import numpy as np

# 角度 (分)
angle_min = 90

# 分を度に変換
angle_deg = angle_min / 60

# radians() 関数を使ってラジアンに変換
angle_rad = np.radians(angle_deg)

# 結果を出力
print(f"角度 ({angle_min}'):")
print(f"  度: {angle_deg}")
print(f"  ラジアン: {angle_rad}")

# 出力例:
# 角度 (90'):
#   度: 1.5
#   ラジアン: 1.5707963267948966

他の角度単位の変換

• numpy.degrees(): ラジアンを度に変換
• numpy.arcminutes(): ラジアンを分に変換
• numpy.arcseconds(): ラジアンを秒に変換

これらの関数は、numpy.radians() 関数と同様に使用できます。

角度変換の応用例

• 三角関数の計算
• 円運動のシミュレーション
• 方向ベクトルの計算
• 3D グラフィックス

これらの応用例では、角度をラジアンに変換する必要があります。

NumPy radians() 以外の角度をラジアンに変換する方法

手計算

変換式:

ラジアン = 度 * π / 180

この式を使って、電卓などで手計算できます。

数学ライブラリ

NumPy 以外にも、多くの数学ライブラリで角度変換機能を提供しています。

例:

• Python: math.radians()
• C++: std::radians()
• Java: Math.toRadians()

これらのライブラリの関数は、numpy.radians() 関数と同様に使用できます。

オンラインツール

インターネット上には、角度変換を行うオンラインツールが多数存在します。

これらのツールは、手計算やプログラミングなしで簡単に角度を変換できます。

その他の方法

特定の状況によっては、以下の方法も使用できます。

• 定数を使う: よく使う角度 (例: 90°) は、ラジアンの値を定数として覚えておくこともできます。
• 三角形を使う: 正弦、余弦、正接などの三角比を使って、角度をラジアンに変換することもできます。

方法の比較

補足:

• 上記の方法以外にも、角度をラジアンに変換する方法は存在します。
• 角度変換を行う際は、精度や誤差についても考慮する必要があります。