Pythonのnumpy.emath（scimath）で逆余弦（arccos）を計算する方法

Pythonでscimathを使って逆余弦（アークコサイン）を計算するには、numpy.emath.arccos()メソッドを使用します。このメソッドは、xの逆余弦の「主値」を返します。abs(x) ≤ 1 を満たす実数 x に対しては、閉区間 [0, π] に含まれる実数が返されます。それ以外の場合は、複素数の主値が返されます。

戻り値は、入力したxの値に対応する逆余弦です。x がスカラーであれば結果もスカラーとして、配列であれば配列オブジェクトとして返されます。第1引数には、逆余弦を求めたい値（または値の配列）を指定します。

手順

まず、必要なライブラリをインポートします。

import numpy as np

array() メソッドを使ってNumPy配列を作成します。

arr = np.array([1, -1, 2, 0])

配列を表示します。

print("Array...\n", arr)

配列のデータ型を確認します。

print("\nOur Array type...\n", arr.dtype)

配列の次元数を取得します。

print("\nOur Array Dimension...\n",arr.ndim)

scimathを使って逆余弦を計算するには、Pythonで numpy.emath.arccos() メソッドを使用します。

print("\nResult...",np.emath.arccos(arr))

サンプルコード

import numpy as np

# array() メソッドでNumPy配列を作成
arr = np.array([1, -1, 2, 0])

# 配列を表示
print("Array...\n", arr)

# 配列のデータ型を表示
print("\nOur Array type...\n", arr.dtype)

# 配列の次元数を表示
print("\nOur Array Dimensions...\n",arr.ndim)

# 配列の要素数を表示
print("\nNumber of elements...\n", arr.size)

# scimathを使って逆余弦を計算
print("\nResult...",np.emath.arccos(arr))

出力結果

Array...
[ 1 -1 2 0]

Our Array type...
int64

Our Array Dimensions...
1

Number of elements...
4

Result... [0. -0.j 3.14159265-0.j 0. -1.3169579j
1.57079633-0.j ]

このように、通常の np.arccos() では定義域外の値（例：2）に対してエラーや NaN が返されますが、np.emath.arccos() を使えば自動的に複素数へ拡張して計算されるため、定義域を気にせず安全に逆余弦を求められます。