Вычисление обратного тангенса (арктангенса) в C

Введение

В этом лабораторном практикуме вы научитесь вычислять обратную тригонометрическую функцию арктангенс (arctan) на языке программирования C. Практикум охватывает три основных этапа: считывание вещественного числа из пользовательского ввода, использование функции atan() для вычисления арктангенса и вывод результата в радианах. К концу этого практикума вы получите прочное понимание того, как выполнять тригонометрические вычисления с помощью языка C.

Практикум начинается с обучения чтению вещественного числа от пользователя, что необходимо для вычисления арктангенса. Далее вы будете использовать функцию atan() для вычисления арктангенса введённого числа. Наконец, вы выведете результат в радианах, что позволит вам интерпретировать вывод.

Чтение любого вещественного числа

В этом шаге мы научимся считывать вещественное число в программировании на языке C для вычисления обратной тригонометрической функции арктангенс (arctan).

Сначала создадим новый файл исходного кода C для реализации нашей программы:

cd ~/project
nano read_number.c

Теперь добавьте следующий код в файл:

#include <stdio.h>

int main() {
    double number;

    printf("Enter a real number: ");
    scanf("%lf", &number);

    printf("You entered: %f\n", number);

    return 0;
}

Давайте разберём код:

• double number; объявляет переменную для хранения вещественного числа
• scanf("%lf", &number); считывает число с плавающей запятой двойной точности из пользовательского ввода
• printf("You entered: %f\n", number); отображает введённое число

Компилируем и запускаем программу:

gcc read_number.c -o read_number
./read_number

Пример вывода:

Enter a real number: 3.14
You entered: 3.140000

Использование функции atan()

В этом шаге мы изменим нашу предыдущую программу, чтобы использовать функцию atan(), для вычисления обратного тангенса (арктангенса) введённого числа.

Обновите файл read_number.c следующим кодом:

cd ~/project
nano read_number.c

Добавьте следующий контент:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double number, angle;

    printf("Enter a real number: ");
    scanf("%lf", &number);

    angle = atan(number);

    printf("Введённое число: %f\n", number);
    printf("Обратный тангенс (арктангенс) в радианах: %f\n", angle);

    return 0;
}

Ключевые изменения в коде:

• Добавлено #include <math.h>, для использования математических функций
• Используется функция atan(), для вычисления обратного тангенса
• Добавлена переменная angle для хранения результата
• Выводятся как введённое число, так и его обратный тангенс

Компилируем программу с математической библиотекой:

gcc read_number.c -o read_number -lm
./read_number

Пример вывода:

Enter a real number: 1
Введённое число: 1.000000
Обратный тангенс (арктангенс) в радианах: 0.785398

Вывод угла в радианах

В этом шаге мы улучшим нашу программу, чтобы получить более подробную информацию об угле обратного тангенса в радианах.

Обновите файл read_number.c следующим кодом:

cd ~/project
nano read_number.c

Добавьте следующий контент:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double number, angle;

    printf("Enter a real number: ");
    scanf("%lf", &number);

    angle = atan(number);

    printf("Введённое число: %f\n", number);
    printf("Обратный тангенс (арктангенс) в радианах: %f\n", angle);
    printf("Угол в градусах: %f\n", angle * 180.0 / M_PI);

    return 0;
}

Ключевые изменения в коде:

• Добавлена конвертация из радиан в градусы с помощью angle * 180.0 / M_PI
• Используется константа M_PI из math.h для точной конвертации
• Добавлено дополнительное оператор вывода, чтобы показать угол в градусах

Компилируем программу:

gcc read_number.c -o read_number -lm
./read_number

Пример вывода:

Enter a real number: 1
Введённое число: 1.000000
Обратный тангенс (арктангенс) в радианах: 0.785398
Угол в градусах: 45.000000

Резюме

В этом лабораторном практикуме мы изучили, как считывать вещественное число из пользовательского ввода и использовать функцию atan(), чтобы вычислить обратный тангенс (арктангенс) этого числа в радианах. Мы начали с создания программы на языке C, которая запрашивает у пользователя ввод вещественного числа и затем отображает введённое число. Далее мы модифицировали программу, чтобы использовать функцию atan(), для вычисления обратного тангенса введённого числа и вывода результата в радианах. Лабораторный практикум предоставил пошаговое руководство по реализации этих функциональностей, обеспечивая чёткое понимание процесса.