숫자와 숫자 다루기 1 - 최대공배수와 최소공배수 모듈 및 소수점 자릿수 표현하기

파이썬은 수치 연산을 위한 모듈을 많이 지원하여 데이터 과학이나 인공지능에 관련된 프로그램을 많이 사용한다. 이번 단원에서는 수학과 관련된 모듈을 살펴볼 것이다.

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과자를 똑같이 나누어 담으려면? - math.gcd

math.gcd() 함수를 이용하면 최대공약수를 쉽게 구할 수 있다. 

 

어린이집에서 사탕 60개, 초콜릿 100개, 젤리 80개를 준비했다. 똑같이 나누어 봉지에 담는다고 하면 최대 몇 봉지까지 만들 수 있을까? 단, 사탕, 초콜릿, 젤리는 남기지 않고 모두 담도록 한다.

이 문제는 60, 100, 80의 최대공약수를 구하면 바로 해결된다.

 

전체 개수를 20으로 나누어도 답을 구할 수 있다.

 

 

math - 수학 함수

math — Mathematical functions

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버스가 동시에 도착할 시각을 알려면? - math.lcm

math.lcm()은 최소공배수를구하는 함수이다.

 

어느 버스 정류장에 시내버스는 15분마다 도착하고 마을버스는 25분마다 도착한다고 한다. 오후 1시에 두 버스가 동시에 도착했다고 할 때 두 버스가 동사에 도착할 다음 시각을 알려면 어떻게 해야 할까?

이 문제는 15와25의 공통 배수 중 가장 작은 수, 최소공배수를 구하면 된다.

 

 

따라서 두 버스가 동시에 도착할 다음 시각은 75분 후인 오후 2시 15분이다.

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소수점을 정확하게 계산하려면? - decimal.Decimal

decimal.Decimal은 숫자를 10진수로 처리하여 정확한 소수점 자릿수를 표현할 때 사용하는 모듈이다.

다음은 파이썬에서 볼 수 있는 이상한 연산 결과의 예이다.

 

이렇게 되는 이유는 이진수 기반의 파이썬 float 연산은 때에 따라 미세한 오차가 발생할 수 있기 때문이다.

 

이러한 연산 오류 없이 정확하게 계산하려면 어떻게 해야 할까?

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같은지 비교하는 ==연산자 대신 두 값이 가까운지를 확인하는 math.isclose() 함수를 사용하는 방법이 있다.

 

하지만 이 방법으로는 완전히 해결될 수 없다. 십진수 연산을 사용하는 decimal.Decimal을 사용하여 이 문제를 해결해 볼 것이다. 이때 인수는 '0.1'처럼 문자열이어야 한다.

 

 

Decimal 자료형은 다시 float 자료형으로 형변환할 수 있다.

 

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Decimal 사용시 주의할 점

다음처럼 Decimal의 입력으로 문자열 '1.1' 대신 실수형 1.1을 입력하면 오류가 발생한다. Decimal은 정수 연산은 가능하지만 실수 연산은 불가능하기 때문이다.

 

부동 소주점 산술 : 문제점 및 한계

15. Floating-Point Arithmetic: Issues and Limitations

 

 

숫자형 더 알아보기

02-1 숫자형

 

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학습을 마치고 

이렇게 수학 모듈에 대해 학습해 보았다. 최대공약수와 최소공배수를 구하는 것은 지난번 책에서 모두 학습했던 내용이라 별로 어렵지 않았다.

이제 나머지 수학 함수를 살펴보려고 한다.