C#のMathクラス徹底解説！定数（E・PI）と主要メソッドの使い方

C#のMathクラスは、三角関数・対数関数などの数学処理を行うための静的メソッドと定数を提供するクラスです。インスタンスを作成せずに、クラス名から直接呼び出せるのが特徴です。

この記事では、Mathクラスが持つ代表的な定数フィールド「Math.E」と「Math.PI」、およびよく使われるメソッド「Math.Acos()」「Math.Pow()」の構文と具体的な使用例を、サンプルコード付きで解説します。

Math.E ― 自然対数の底

Math.Eは、自然対数の底として知られる定数eを表すフィールドです。

構文

public const double E = 2.71828182845905;

使用例

実際にMath.Eの値を出力してみましょう。

using System;
public class Demo{
    public static void Main(){
        double d = Math.E;
        Console.WriteLine("Math.E = " + d);
    }
}

実行結果

Math.E = 2.71828182845905

Math.PI ― 円周率

Math.PIは、円周率π（円の周囲の長さと直径の比率）を表すフィールドです。面積や角度計算など、幾何学的な処理で頻繁に利用されます。

構文

public const double PI = 3.14159265358979;

使用例

using System;
public class Demo{
    public static void Main(){
        double d = Math.PI;
        Console.WriteLine("Math.PI = " + d);
    }
}

実行結果

Math.PI = 3.14159265358979

Math.Acos()メソッド ― 逆余弦（アークコサイン）

Math.Acos()メソッドは、指定した数値を余弦値とする角度を返します。引数はdouble型の数値で、-1以上1以下である必要があります。

構文

public static double Acos (double val);

引数valは余弦値を表す数値であり、-1以上1以下の範囲内である必要があります。範囲外の値やNaNを渡すとNaNが返されます。

使用例

using System;
public class Demo {
    public static void Main(){
        double val1 = -0.0;
        double val2 = Double.PositiveInfinity;
        double val3 = Double.NaN;
        Console.WriteLine("Return value of {0} : {1}",
        val1, Math.Acos(val1));
        Console.WriteLine("Return value of {0} : {1}",
        val2, Math.Acos(val2));
        Console.WriteLine("Return value of {0} : {1}",
        val2, Math.Acos(val3));
    }
}

実行結果

Return value of 0 : 1.5707963267949
Return value of ∞ : NaN
Return value of ∞ : NaN

この例から、無限大やNaNを渡した場合にNaNが返されることが確認できます。

Math.Pow()メソッド ― べき乗計算

Math.Pow()メソッドは、ある数値を別の数値でべき乗した結果を計算します。

構文

public static double Pow(double val1, double val2)

val1はべき乗される倍精度浮動小数点数、val2は指数（べき乗の値）を指定する倍精度浮動小数点数です。

使用例

using System;
public class Demo {
    public static void Main(){
        double res;
        res = Math.Pow(5, 0);
        Console.WriteLine("Math.Pow(5,0) = "+res);
        res = Math.Pow(0,5);
        Console.WriteLine("Math.Pow(0,5) = "+res);
    }
}

実行結果

Math.Pow(5,0) = 1
Math.Pow(0,5) = 0

5の0乗は1、0の5乗は0となることから、べき乗の基本的な性質が正しく反映されているのがわかります。

まとめ

C#のMathクラスを使えば、円周率や自然対数の底といった数学定数の取得から、逆三角関数やべき乗計算まで、さまざまな数学処理を簡単に実装できます。すべて静的メンバーとして提供されているため、オブジェクトの生成なしに直接呼び出せる点も大きなメリットです。