Python math库 ln(x)运算的实现及原理

yipeiwu_com7年前Python基础

这个是很有用的一个运算,除了本身可以求自然对数,还是求指数函数需要用到的基础函数。

实现原理就是泰勒展开,最简单是在x=1处进行泰勒展开:

但该函数离1越远越难收敛,同时大于2时无法收敛,所以需要进行换元,然后重新展开:


但是该换元在接近0时或者接近无穷大时收敛困难,处在1到10范围内收敛快且精度高,所以对大于10或小于1的值进行分解如下:

 ln(55000)=ln(5.5)+4ln10

 ln(0.0015)=ln(1.5)-4ln10

ln10为算好的值,可直接由ln_h1(10)得到

Epsilon 为精度控制

输出的i可以检测收敛次数。

Epsilon = 10e-16
ln10 = 2.30258509299404568401
def ln_h(x):
  '''
  ln函数泰勒换元展开
  :param x: 0<x
  :return:ln(x)
  '''
  def ln_h1(x):
    s2 = 0.0
    delta = x = (x - 1.0) / (x + 1.0)
    i = 0
    while fab_h(delta * 2) / (i * 2 + 1) > Epsilon:
      s2 += delta / (i * 2 + 1)
      delta *= x * x
      i += 1
    print(i)
    return 2 * s2
  coef = 0
  if x > 10:
    while x / 10 > 1:
      coef += 1
      x /= 10
    return ln_h1(x) + coef*ln10
  elif x < 1:
    while x * 10 < 10:
      coef += 1
      x *= 10
    return ln_h1(x) - coef*ln10
  else:
    return ln_h1(x)

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

int在python中的含义以及用法

Python int() 函数 描述 int() 函数用于将一个字符串或数字转换为整型。 语法 以下是 int() 方法的语法: class int(x, base=10) 参...

Pycharm学习教程(6) Pycharm作为Vim编辑器使用

Pycharm学习教程(6) Pycharm作为Vim编辑器使用

Pycharm作为Vim编辑器使用,具体内容如下 1、主题   如果你是Vim的粉丝,并且不打算使用其他类型的编辑器,那么这篇教程将会比较适合你。这里将会详细介绍如何在Pycharm...

django的ORM操作 删除和编辑实现详解

向server端传送数据 有2中方法,1 是 通过url 地址, 2 是通过路径 向server端传参数方式 1,通过数据 http://127.0.0.1:8000/blog/&#...

Python将一个Excel拆分为多个Excel

Python将一个Excel拆分为多个Excel

本文实例为大家分享了Python将一个Excel拆分为多个Excel的具体代码,供大家参考,具体内容如下 原始文档如下图所示 将销售部门一、二、三科分别存为三个Excel 代码如下...

使用Windows批处理和WMI设置Python的环境变量方法

大概在Python2.7.xx以前,安装Python时环境变量是需要自己设的,所以自己做了一个批处理文件.bat来设置环境变量Path,通过WMI命令wmic来实现。 ::检查pat...