【C言語入門】math.hライブラリの主要な数学関数を徹底解説！sin・cos・pow・sqrtの使い方

C言語では、三角関数をはじめとする数学関連の関数が math.h ヘッダーファイルにまとめて定義されています。これらの関数を利用するには、プログラムの先頭で #include <math.h> と宣言する必要があります。

本記事では、実務や学習で特によく使われる主要な数学関数について、構文・使用例・実行結果を交えながら詳しく解説します。

sin() ― 正弦（サイン）を求める

引数として渡した値（ラジアン）の正弦（サイン）値を計算して返します。

構文は以下の通りです。

double sin(double a);

使用例：

double a = sin(3.14 / 2);

実行結果：

a = 1（近似値）

cos() ― 余弦（コサイン）を求める

引数の余弦（コサイン）値を計算します。

構文は以下の通りです。

double cos(double a);

使用例：

double a = cos(3.14 / 2);

実行結果：

a = 0（近似値）

tan() ― 正接（タンジェント）を求める

引数の正接（タンジェント）値を計算します。

構文は以下の通りです。

double tan(double a);

使用例：

double a = tan(3.14 / 2);

なお、π/2 に近い値を渡すとタンジェントは発散するため、この例では非常に大きな値（約1255）が返されます。

exp() ― 自然対数の底eのべき乗を求める

e（ネイピア数：約2.71828）を引数乗した値を計算します。

構文は以下の通りです。

double exp(double a);

使用例：

double a = exp(4.6);

この場合、a には約99.48が代入されます。

floor() ― 小数点以下を切り捨てる

浮動小数点数を切り捨て、引数以下の最大の整数値を返します。

構文は以下の通りです。

double floor(double a);

使用例：

double a = floor(93.58);

実行結果：

a = 93

ceil() ― 小数点以下を切り上げる

浮動小数点数を切り上げ、引数以上の最小の整数値を返します。

構文は以下の通りです。

double ceil(double a);

使用例：

double a = ceil(93.58);

実行結果：

a = 94

abs() ― 整数の絶対値を求める

整数の絶対値を計算します。負の値を渡した場合は正の値が返されます。

構文は以下の通りです。

int abs(int a);

使用例：

int a = abs(-6);

実行結果：

a = 6

補足： abs() は厳密には math.h ではなく stdlib.h で定義されています。また、浮動小数点数の絶対値を求めたい場合は、math.h の fabs() 関数を使用してください。

pow() ― べき乗を求める

第1引数を第2引数乗した値を計算します。

構文は以下の通りです。

double pow(double a, double b);

使用例：

double x = pow(2, 3);

実行結果：

x = 8

sqrt() ― 平方根を求める

引数の平方根を計算します。負の値を渡すとエラー（NaN）になるため注意が必要です。

構文は以下の通りです。

double sqrt(double a);

使用例：

double x = sqrt(36);

実行結果：

x = 6

まとめ

math.h には、三角関数（sin・cos・tan）、指数・対数関数（exp・log）、数値処理関数（floor・ceil・pow・sqrt）など、科学技術計算に欠かせない関数が多数用意されています。それぞれの戻り値は基本的に double 型である点、引数はラジアン単位で指定する点を押さえておくと、より正確に活用できます。ぜひ実際にコードを書いて、各関数の挙動を確認してみてください。