【Python】NumPyで三角関数を計算しよう

本記事ではNumPyの三角関数について解説しています。 目次は以下の通りです。

numpyの三角関数

そもそも三角関数とは

三角関数は、角度と三角形の辺の比率を表す数学的な関数の一群です。主な三角関数には、正弦（sin）、余弦（cos）、正接（tan）があります。これらの関数は、直角三角形における特定の角度に対する対辺、隣接辺、斜辺の比率を示します。

sin

sinを出力する構文は次のようになります。

np.sin('ラジアン')

例えばsin90°を出力したいときは次のようになります。

import numpy as np
print(np.sin(np.pi/2))

そうすると、実行結果は1.0となります。

cos

cosを出力する構文は次のようになります。

np.cos('ラジアン')

例えばcos0°を出力したいときは次のようになります。

import numpy as np
print(np.cos(0))

そうすると、実行結果は1.0となります。

tan

tanを出力する構文は次のようになります。

np.tan('ラジアン')

例えばtan0°を出力したいときは次のようになります。

import numpy as np
print(np.tan(0))

そうすると、実行結果は0.0となります。

numpyの逆三角関数

そもそも逆三角関数とは

逆三角関数は、三角関数の逆操作を行う関数で与えられた角度から対応する三角関数の値を求めます。主な逆三角関数には逆正弦関数（arcsinまたはasin）、逆余弦関数（arccosまたはacos）、逆正接関数（arctanまたはatan）があります。なので、ラジアンを求める演算になります。

arcsin

arcsinを出力する構文は次のようになります。

np.arcsin('値')

例えばarcsin1を出力したいときは次のようになります。

import numpy as np
print(np.arcsin(1))

そうすると、実行結果は1.5707963267948966となります。

しかしこのままでは長いので、度数表記にしてみます。
度数表記は

np.degrees('ラジアン')

で表せるので、以下のコードに変えていきます。

import numpy as np
print(np.degrees(np.arcsin(1)))

そうすると、実行結果は90°になります。

arccos

arccosを出力する構文は次のようになります。

np.arccos('値')

例えばarccos1を出力したいときは次のようになります。ただし、こちらもarcsinの時と同様に度数表記にしていきます。

import numpy as np
print(np.degrees(np.arccos(1)))

そうすると、実行結果は0.0となります。

arctan

arctanを出力する構文は次のようになります。

np.arctan('値')

例えばarctan1を出力したいときは次のようになります。ただし、こちらもarcsinの時と同様に度数表記にしていきます。

import numpy as np
print(np.degrees(np.arctan(1)))

そうすると、実行結果は45.0となります。

まとめ

本記事のポイントを以下にまとめます。