Pythonで複素数計算を行う方法【初心者向け】

初心者向けにPythonで複素数計算を行う方法について解説しています。ここではcmathモジュールを使用して複素数の計算を行います。基本の書き方と実行結果をサンプルコードを実際に書きながら確認しましょう。

TechAcademyマガジンはオンラインのプログラミングスクールTechAcademy [テックアカデミー]が運営。初心者向けに解説した記事が4,000以上あります。現役エンジニアの方はこちらをご覧ください。

Pythonで複素数計算を行う方法について解説します。

そもそもPythonについてよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事を読むとさらに理解が深まります。

 

なお本記事は、TechAcademyのオンラインブートキャンプPython講座の内容をもとに紹介しています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

複素数計算を行う方法について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

複素数計算を行う方法

Pythonでは

m + nj

(m,nは数字)で複素数を表現できます。

添字がjであることに留意してください。(iではありません)

複素数の四則演算にモジュールのインポートは不要です。

mathモジュールに相当する機能が、cmathモジュールとして提供されています。

 

実際に書いてみよう

サンプルコード

import cmath

a = 1 + 2j
b = 2 + 3j

# 実部、虚部
print(a.real)
print(a.imag)

# 四則演算
print(a + b)
print(a - b)
print(a * b)
print(a / b)

# 絶対値
print(abs(a))

# 極座標との相互変換
print(cmath.polar(a))
print(cmath.rect(1, cmath.pi/2))

 

実行結果

1.0
2.0
(3+5j)
(-1-1j)
(-4+7j)
(0.6153846153846154+0.07692307692307691j)
2.23606797749979
(2.23606797749979, 1.1071487177940904)
(6.123233995736766e-17+1j)

 

解説

最初にcmathモジュールをインポートしています。

3,4行目で複素数を定義しました。

7,8行目で複素数の実部と虚部を表示しました。

11-14行目で複素数の四則演算を行いました。

17行目で複素数の絶対値を表示しました。

20,21行目で直交座標と極座標の相互変換を行いました。
(動径1、偏角PI/2のため、厳密にはiが解ですが、実部で誤差が生じています。)

 

[PR] Pythonで挫折しない学習方法を動画で公開中

監修してくれたメンター

橋本紘希

システムインテグレータ企業勤務のシステムエンジニア。
開発実績: Javaプログラムを用いた業務用Webアプリケーションや、基幹システム用バッチアプリケーションなどの設計構築試験。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

 

TechAcademyでは、初心者でも最短4週間でPythonを使った人工知能(AI)や機械学習の基礎を習得できるオンラインブートキャンプPython講座を開催しています。

挫折しない学習方法を知れる説明動画や、現役エンジニアとのビデオ通話とチャットサポート、学習用カリキュラムを体験できる無料体験も実施しているので、ぜひ参加してみてください。