Metoda Math.exp() w Javie

Klasa Math zawiera metody do pracy z funkcjami matematycznymi. W tym artykule omówimy metodę Math.exp() w Javie. Zwraca liczbę e podniesioną do potęgi podwójnej wartości.

Co to jest funkcja wykładnicza: bardzo krótkie wprowadzenie do matematyki

Uwaga: W tej sekcji wyjaśniono matematykę stojącą za metodą Math.exp() . Jeśli już to wiesz lub po prostu chcesz skorzystać z metody bez zrozumienia istoty, możesz przejść do następnego punktu. Wykładnik to funkcja y = e ^x , gdzie e jest podstępną liczbą matematyczną, która wynosi w przybliżeniu 2,718281828459045. Liczba ta jest równie ważna jak słynna liczba pi, ale znana jest głównie matematykom, programistom i osobom zajmującym się statystyką. Nawiasem mówiąc, ma swoją nazwę: liczba Eulera. Również e jest podstawą logarytmu naturalnego. Oto wykres funkcji wykładniczej: Procesy zgodne z prawem wykładniczym mają jedną wspólną właściwość: w tym samym przedziale czasu ich parametry zmieniają się tyle samo razy. Na przykład chłodzenie cieczy: im większa różnica temperatur między powietrzem a cieczą, tym szybciej się ochładza. Im większa staje się śnieżka tocząca się po zboczu góry, tym szybciej się toczy.

Metoda Math.exp() w Javie

Wróćmy teraz do Javy. Metoda double exp(double x) klasy Math oblicza wartość funkcji wykładniczej w punkcie x , innymi słowy zwraca liczbę e do potęgi x . Mówiąc dokładniej, zwraca przybliżoną wartość z pewną precyzją. Zwraca liczbę Eulera e podniesioną do potęgi podwójnej wartości. Oznacza to, że Math.exp(2.0) = e ^2.0 (w przybliżeniu 7,34) Oto deklaracja metody:

double exp(double x)

Gdzie x to stopień podniesienia liczby e . Podajmy przykład.

public class ExpExample {
   public static void main(String[] args) {
       int x1 = 2;
       double x2 = 0.5;
       double x3 = 1;
       System.out.println("exponential function in  " + x1 + " = " + Math.exp(x1));
       System.out.println("exponential function in  " + x2 + " = " + Math.exp(x2));
       System.out.println("exponential function in  " + x3 + " = " + Math.exp(x3));
   }
}

Dane wyjściowe to:

Niektóre szczególne przypadki

W matematyce istnieją pojęcia o nieokreślonej formie, a także dodatniej i ujemnej nieskończoności. Liczba dodatnia podzielona przez 0,0 daje dodatnią nieskończoność, a liczba ujemna daje ujemną nieskończoność. Możesz uzyskać nieokreśloną formę na różne sposoby. Na przykład, jeśli spróbujesz podzielić zero przez zero lub nieskończoność do nieskończoności. W Javie istnieją specjalne stałe z klasy Double , takie jak Double.NaN (forma nieco nieokreślona), Double.POSITIVE_INFINITY i Double.NEGATIVE_INFINITY . Metoda Math.exp() zachowuje się w określony sposób w obliczu tych trzech pojęć:

• Jeśli argumentem jest NaN, wynikiem jest również NaN.
• Jeśli argumentem jest dodatnia nieskończoność, to wynikiem jest również dodatnia nieskończoność.
• Jeśli argumentem jest ujemna nieskończoność, wynikiem jest dodatnie zero.

Oto przykład kodu dla szczególnych przypadków:

public class ExpSpecialCases {

   public static void main(String[] args) {

   double positiveInfinity = Double.POSITIVE_INFINITY;
   double negativeInfinity = Double.NEGATIVE_INFINITY;
   double nan = Double.NaN;

   //The argument is positive infinity, the output is positive infinity
       System.out.println(Math.exp(positiveInfinity));

   //The argument is negative infinity, the output is zero
       System.out.println(Math.exp(negativeInfinity));

   //The argument is NaN, the output is NaN
       System.out.println(Math.exp(nan));
}
}

Dane wyjściowe to: