2018-2019/PreStSauveur/Programmation/5-listes_et_fonctions.ipynb

351 lines
8.3 KiB
Plaintext

{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# Listes et fonctions"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Graphique de fonctions\n",
"\n",
"Nous allons tracer la représentation graphique de \n",
"\n",
"$$ f : x \\mapsto x^2 - 10x + 20 $$\n",
"\n",
"**Recopier** le programme suivant, **compléter** les pointillés et calculer les images jusqu'à 8."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 1,
"metadata": {},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"L'image de ... est ...\n",
"L'image de ... est ...\n"
]
}
],
"source": [
"def f(x):\n",
" return x**2 - 10*x + 20\n",
"\n",
"# image de 0\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\")\n",
"# image de 1\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\")"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Pour tracer le graphique de cette fonction, il faudrait *enregistrer* toutes ces valeurs et donc utiliser des variables. \n",
"\n",
"Mettre plusieurs valeurs dans une seule variable c'est possible, on utilise des `listes` (on les a déjà rencontré plusieurs fois).\n",
"\n",
"**Recopier et compléter** ce programme pour enregistrer les images et les antécédents jusqu'à 10."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 2,
"metadata": {},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"L'image de ... est ... On l'ajoute à la liste\n",
"L'image de ... est ... On l'ajoute à la liste\n"
]
}
],
"source": [
"def f(x):\n",
" return x**2/10 - 5\n",
"\n",
"images = [] # La liste est vide\n",
"antecedents = []\n",
"\n",
"\n",
"# image de 0\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\", \"On l'ajoute à la liste\")\n",
"antecedents.append(0) # On ajoute (append) 0 à la liste des antecedents\n",
"# image de 1\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\")"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Nous allons maintenant enfin pouvoir tracer le graphique.\n",
"\n",
"**Ajouter** la ligne suivante au début de votre programme."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 1,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import matplotlib.pyplot as plt"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"**Ajouter** cette ligne à la fin."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"plt.plot(antecedants, images)\n",
"plt.show()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Vous avez tracer la courbe représentative de de la fonction $f$.\n",
"\n",
"![Représentation graphique de f](./fig/plt_f.png)\n",
"\n",
"Dans un nouveau fichier, **tracer** la courbe représentative pour x allant de 0 à 15 de la fonction $g$ tel que\n",
"$$ g : x \\mapsto -(x - 5)^2 + 5$$\n",
"\n",
"![Représentation graphique de f](./fig/plt_g.png)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Précision et controle du tracé\n",
"\n",
"Pour le moment, on sait donner un maximum à l'antécédent $x$ mais on ne peut pas contrôler le minimum ni le pas (l'écart en 2 valeurs de $x$). \n",
"\n",
"Or pour tracer précisément la représentation graphique d'une fonction, nous avons besoin de contrôler la **fenêtre** (minimum et maximum) et le **pas**."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Boucle `while` (tant que )\n",
"\n",
"Une boucle `while` permet de répeter une ou plusieurs actions **tant qu'** une condition est vérifiée.\n",
"\n",
"Les 2 programmes ci-dessous font la même chose."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 3,
"metadata": {
"collapsed": true
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"0\n",
"1\n",
"2\n",
"3\n",
"4\n",
"5\n",
"6\n",
"7\n",
"8\n",
"9\n"
]
}
],
"source": [
"x = 0\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1\n",
"\n",
"print(x)\n",
"x = x+1"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 4,
"metadata": {
"collapsed": true
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"0\n",
"1\n",
"2\n",
"3\n",
"4\n",
"5\n",
"6\n",
"7\n",
"8\n",
"9\n"
]
}
],
"source": [
"x = 0\n",
"while x < 10:\n",
" print(x)\n",
" x = x + 1"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"**Commenter** le programme avec le `while`.\n",
"\n",
"Que se passe-t-il si on inverse les 2 dernières lignes?\n",
"\n",
"**Réécrire** le programme suivant en utilisant une boucle `while` et en stockant les antécédents."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 2,
"metadata": {},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"Les images sont [0.0, 1.0, 1.2246467991473532e-16, -1.0, -2.4492935982947064e-16, 1.0, 3.6739403974420594e-16, -1.0, -4.898587196589413e-16, 1.0, 6.123233995736766e-16, -1.0, -7.347880794884119e-16, 1.0, 8.572527594031472e-16, -1.0, -9.797174393178826e-16, 1.0, 1.102182119232618e-15, -1.0]\n"
]
}
],
"source": [
"from math import sin, pi\n",
"\n",
"def h(x):\n",
" return sin(x*pi/2)\n",
"\n",
"images = []\n",
"antecedants = []\n",
"\n",
"# image de 0\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\", \"On les ajoute à la liste\")\n",
"antecedents.append(0)\n",
"images.append(h(0))\n",
"\n",
"# image de 1\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\", \"On les ajoute à la liste\")\n",
"antecedents.append(1)\n",
"images.append(h(1))\n",
"\n",
"# ....\n",
"\n",
"# image de 20\n",
"print(\"L'image de\", \"...\",\" est\", \"...\", \"On les ajoute à la liste\")\n",
"antecedents.append(20)\n",
"images.append(h(20))\n",
"\n",
"print(\"Les images sont \", images)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"**Modifier** votre programme pour que les antécédents aillent de -2 à 2.\n",
"\n",
"**Modifier** votre programme pour que les antécédents augmentent avec un pas de 0.5 au lieu de 1.\n",
"\n",
"**Tracer** sa représentation graphique pour $x$ allant de -2 à 2 avec un pas de 1. \n",
"\n",
"**Tracer** sa représentation graphique pour $x$ allant de -2 à 2 avec un pas de 0.5. \n",
"\n",
"**Tracer** sa représentation graphique pour $x$ allant de -2 à 2 avec un pas de 0.1.\n",
"\n",
"En regroupant les 3 programmes écrit précedement, **tracer** sur le même graphique les 3 représentations pour observer l'amélioration de la précision.\n",
"\n",
"*Astuce*: pour tracer 3 graphiques en 1, on fait les `plt.plot(...)` de chaque graphique et uniquement à la fin on lance `plt.show()`.\n",
"\n",
"![Comparaison des pas](./fig/comp_sin.png)"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": []
}
],
"metadata": {
"kernelspec": {
"display_name": "Python 3",
"language": "python",
"name": "python3"
},
"language_info": {
"codemirror_mode": {
"name": "ipython",
"version": 3
},
"file_extension": ".py",
"mimetype": "text/x-python",
"name": "python",
"nbconvert_exporter": "python",
"pygments_lexer": "ipython3",
"version": "3.7.3"
}
},
"nbformat": 4,
"nbformat_minor": 2
}