Python 中的 Cos

17 Mar 2025 | 5 分钟阅读

在本教程中，我们将讨论 Python 中的三角函数余弦 (cos)。我们将讨论可以在 Python 程序中实现 cos 函数的模块。我们还将学习如何在程序中使用 cos 函数绘制图形。那么，让我们开始看看我们可以导入到程序中使用 cos 函数的模块。

用于 cos 函数的 Python 模块

在 Python 中，我们有一个 math 模块，可以用来导入和实现 cos 函数以及程序中的其他重要数学运算。除了 math 模块，我们还可以使用 Python 的 numpy 模块在程序中实现 cos 函数。我们将分别学习 math 模块和 numpy 模块的用法，以在程序中实现 cos 函数。

方法 1：math 模块中的 cos() 函数

Python 的 math 模块附带了许多重要的数学值和运算，cos() 函数是其中之一。我们可以使用 math 模块的 cos() 函数在程序中实现三角余弦值。math.cos() 函数返回我们传递给函数的参数（即度数在余弦中的值）的三角余弦值。并且，我们作为参数传递给函数的值应该是弧度。

语法 -

以下是 Python 程序中使用 math.cos() 函数的语法

参数：这里，参数a = value，单位为弧度。

返回值：math.cos() 函数返回我们给定的函数内部参数 'a'（以弧度为单位）的余弦值。

让我们通过以下示例程序来理解 Python 中 math 模块的 cos() 函数的用法

示例 -

# Import math module
import math
# Define an input radian value
x = math.pi / 12
# Printing cosine value for respective input value
print ("The cosine value of pi / 12 value as given is : ", end ="")  

print (math.cos(x))

输出

The cosine value of pi / 12 value as given is: 0.9659258262890683

方法 2：Numpy 模块中的 cos() 函数

除了 math 模块，我们还可以使用 numpy 模块在程序中实现三角余弦值。为此，numpy 模块中提供了一个 cos() 函数，该函数在输出中给出数学余弦值。与 math.cos() 函数一样，在使用 numpy 模块的 cos() 函数时，我们必须在函数内部以弧度为单位提供参数值。

以下是 Python 程序中使用 numpy.cos() 函数的语法

参数：我们可以在 numpy.cos() 函数内部将 'a' 作为以下参数类型提供

我们可以在函数中提供单个值参数（以弧度为单位）。
我们也可以将包含多个弧度值的数组作为参数传递给函数。

返回类型：numpy.cos() 函数将返回给定数字的余弦值。

让我们通过以下示例程序来理解 Python 中 numpy 模块的 cos() 函数的用法

示例 -

# importing numpy module as jtp in program
import numpy as jtp
# defining multiple input values in a single array
ValArray = [0, jtp.pi / 4, jtp.pi / 7, jtp.pi/9, jtp.pi/12, jtp.pi/5]
# printing input array in output
print ("Values given in the input array: \n", ValArray)
# using cos() function to get cosine values
CosArray = jtp.cos(ValArray)
# printing cos values in output
print ("\nRespective Cosine values for input array values: \n", CosArray)

输出

Values given in the input array: 
 [0, 0.7853981633974483, 0.4487989505128276, 0.3490658503988659, 0.2617993877991494, 0.6283185307179586]

Respective Cosine values for input array values: 
 [1.         0.70710678 0.90096887 0.93969262 0.96592583 0.80901699]

绘制输出中余弦值的图形表示

到目前为止，我们已经学习了在 Python 程序中使用 numpy 和 math 模块的 cos() 函数。现在，我们将同时使用 numpy 和 math 模块，并结合 cos() 函数来绘制余弦值的图形表示。我们可以通过以下两种方式进行这种图形表示

直接导入和实现 cos() 函数以及 numpy & math 模块
使用 numpy 和 math 模块迭代 cos() 函数

让我们通过在 Python 程序中使用这两种方法来理解它们的实现，并在输出中绘制图形。

示例 - 1：直接导入和实现 cos() 函数以及 numpy & math 模块

# importing numpy module as jtp
import numpy as jtp
# importing matplotlib module as mlt
import matplotlib.pyplot as mlt

# Defining an array containing radian values
RadValArray = jtp.linspace(-(2*jtp.pi), 2*jtp.pi, 20)
# cosine values for respective array value
CosValArray = jtp.cos(RadValArray)

# printing values in output
print("Radian values in the array: ", RadValArray)
print("\nRespective cos values of array: ", CosValArray)

# using plot() function with variables
mlt.plot(RadValArray, CosValArray, color = 'blue', marker = "*")
mlt.title("Graphical representation of cos function")
mlt.xlabel("X-axis")
mlt.ylabel("Y-axis")

# plotting graph in output
mlt.show()

输出

Radian values in the array:  [-6.28318531 -5.62179738 -4.96040945 -4.29902153 -3.6376336  -2.97624567
 -2.31485774 -1.65346982 -0.99208189 -0.33069396  0.33069396  0.99208189
  1.65346982  2.31485774  2.97624567  3.6376336   4.29902153  4.96040945
  5.62179738  6.28318531]

Respective cos values of array:  [ 1.          0.78914051  0.24548549 -0.40169542 -0.87947375 -0.9863613
 -0.67728157 -0.08257935  0.54694816  0.94581724  0.94581724  0.54694816
 -0.08257935 -0.67728157 -0.9863613  -0.87947375 -0.40169542  0.24548549
  0.78914051  1.        ]

示例 - 2：使用 numpy 和 math 模块迭代 cos() 函数

# importing math module
import math
# importing numpy module as jtp
import numpy as jtp
# importing matplotlib module as mlt
import matplotlib.pyplot as mlt

# Defining an array containing radian values
RadValArray = jtp.linspace(-(2*jtp.pi), 2*jtp.pi, 20)
# Empty array for cosine values
CosValArray = []

#Iterating over the cos values array
for j in range(len(RadValArray)): 
    CosValArray.append(math.cos(RadValArray[j])) 
    j += 1

# printing respective values in output
print("Radian values in the array: ", RadValArray)
print("\nRespective cos values of array: ", CosValArray)

# using plot() function with variables
mlt.plot(RadValArray, CosValArray, color = 'orange', marker = "+")
mlt.title("Graphical representation of cos function")
mlt.xlabel("X-axis")
mlt.ylabel("Y-axis")

# plotting graph in output
mlt.show()

输出

Radian values in the array:  [-6.28318531 -5.62179738 -4.96040945 -4.29902153 -3.6376336  -2.97624567
 -2.31485774 -1.65346982 -0.99208189 -0.33069396  0.33069396  0.99208189
  1.65346982  2.31485774  2.97624567  3.6376336   4.29902153  4.96040945
  5.62179738  6.28318531]

Respective cos values of array:  [1.0, 0.7891405093963934, 0.2454854871407988, -0.40169542465296987, -0.8794737512064891, -0.9863613034027223, -0.6772815716257412, -0.08257934547233249, 0.5469481581224268, 0.9458172417006346, 0.9458172417006346, 0.5469481581224268, -0.0825793454723316, -0.6772815716257405, -0.9863613034027223, -0.8794737512064893, -0.40169542465296987, 0.2454854871407988, 0.7891405093963934, 1.0]

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