JavaでMathクラスを使って三角関数を求める方法を現役エンジニアが解説【初心者向け】

初心者向けにJavaでMathクラスを使って三角関数を求める方法について解説しています。Mathクラスは数値処理を行うクラスです。基本の使い方と、三角関数を求めるときの書き方を学習しましょう。

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JavaでMathクラスを使って三角関数を求める方法について、TechAcademyのメンター(現役エンジニア)が実際のコードを使用して初心者向けに解説します。

Javaについてそもそもよく分からないという方は、Java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、Java講座の内容をもとに作成しています。

 

田島悠介

今回は、Java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

Mathクラスを使って三角関数を求める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!

 

三角関数とは

まず、三角関数について簡単に説明します。三角関数というのは、三角形の角度に対する辺の比のことで、

  • サイン
  • コサイン
  • タンジェント

という3つのものがあります。図で説明すると、それぞれ次のようになります。

この三角関数はさまざまなところで利用されているので、 Java三角関数を扱うことのできるライブラリが用意されています。

 

Mathクラスとは

Javaには、三角関数の計算を含め、様々な数学的な計算処理を行うためのクラスとして、Mathクラスが用意されています。ルートを取る操作や、指数関数、対数関数、絶対値計算など、さまざまな関数が用意されているので汎用性の高いモジュールであると言えるでしょう。

 

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Mathクラスの使い方

MathクラスPythonに標準で用意されているので、使いたい場合にはコード上で、

Math.~~

のように使いたい関数や定数を呼びだすだけで、import文などは必要ありません。

 

三角関数を求める方法

Mathクラスで基本的な三角関数であるサイン、コサイン、タンジェントを求めるには、

それぞれ、

Math.sin()
Math.cos()
Math.tan()

を使います。

引数には角度に対応する値を入力すればよく、基本的には、円周率π(=3.141592….)である

Math.PI

の倍数を使って角度を指定します。

記事の冒頭での三角関数の説明では、θを角度として説明していますが、数学ではπを180度とした角度に対応した量である「ラジアン」を考えることが多いので、Pythonでもその様になっています。

もしくは、角度とラジアンを変換してくれる、

Math.toRadians(角度)

を使うことができます。

 

実際に書いてみよう

それでは、実際にJavaでコードを書いて三角関数を求めてみましょう。今回は、

  • 0度
  • 45度
  • 90度
  • 135度
  • 180度

のサイン、コサイン、タンジェントの値を出力してみます。

public class Sankaku{
        public static void main(String[] args){
                                int[] degrees = {0,45,90,135,180};
                                        for(int i=0; i<5; i++){
                                                                 System.out.printf("sin%d = %f\r\n",degrees[i],Math.sin(Math.toRadians(degrees[i])));
                                        }
                 for(int i=0; i<5; i++){
                         System.out.printf("cos%d = %f\r\n",degrees[i],Math.cos(Math.toRadians(degrees[i])));
                 }
                 for(int i=0; i<5; i++){
                         System.out.printf("tan%d = %f\r\n",degrees[i],Math.tan(Math.toRadians(degrees[i])));
                 }
         }
}

これを実行すると、

sin0 = 0.000000
sin45 = 0.707107
sin90 = 1.000000
sin135 = 0.707107
sin180 = 0.000000
cos0 = 1.000000
cos45 = 0.707107
cos90 = 0.000000
cos135 = -0.707107
cos180 = -1.000000
tan0 = 0.000000
tan45 = 1.000000
tan90 = 16331239353195370.000000
tan135 = -1.000000
tan180 = -0.000000

と表示されて、三角関数を求めることができました。(コンピュータでの計算なので、無理数であるπを扱おうとすると少し誤差が生じてしまうので、中には値がずれているものもあります。)

 

まとめ

この記事ではJavaを使って三角関数を求める方法について紹介しました。三角関数に限らず便利な機能がJavaクラスにはたくさんあるので使い慣れていくと役に立つと思います。

 

監修してくれたメンター

小倉翔悟 (おぐらしょうご)

AIプログラミングを使って開発を行う大学3年生。プログラミング歴は約3年。Pythonは割と好きな方。JavaもAndroid開発で触れていたりする。

大学では物理学を勉強中。好きな物理理論は一般相対性理論らしい。

意外と動物が好きだったり、、、。

 

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!

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