第1回目 プログラマブル電卓として使用する

ページ名:第1回目 プログラマブル電卓として使用する

課題実施報告は,7/10 11:00 以降に受付します。
第1回課題実施報告の締め切りは,7/17 とします。


課題報告メールの件名は
A-303xxxx-01 名前(漢字名がのぞましい)
のようにに,してください。名前以外は,必ず,半角文字を使用してください。
最初は,A or B で,クラス(A, B は,大文字で半角文字を守ること)
次の数字は,学生番号(y303xxxx) なら,303xxxx の7桁とすること
最後は,報告する授業の回数です。01 から 15 まであります。
間の - は,半角のマイナス記号です。


課題報告メールの中身は,課題その3,のみでいいです。



教科書『Python Pocket Reference』
⇒ 教科書 p.数字,と書いてあれば,そこをみて,印をつけておくことをおすすめ。
まずは,⇒ 教科書 p.2 教科書の凡例(conventions)の最初の3つを確認しておいてください。

  • [ ] 省略可能
  • * くりかえし
  • a | b a または b

Python(パイソン)とは

  • プログラム言語の一つ
  • 数学の学習に向いている
  • 理工学の研究に向いている
    • コンピュータ内で仮想実験
    • 人工知能(高度な統計処理)を作る

この講義では,自分のために役立つプログラムを作成できるようにする。料理でいうと,自炊ができるレベルを目指す。


プログラム作成にあたって,以下を先に実行しておく


#初期化プログラム。動作確認を含めて,プログラム作成のとき1度実行しておく
from math import * # math モジュールを利用する
from matplotlib.pyplot import * #グラフ関係を利用する
%matplotlib inline
from numpy import * #ベクトル演算,行列演算を効率化
from math import *#数学関係の基本関数,定数が利用可能となる
pi, e #πと自然定数 e の値が表示されたら正常動作している


Python を電卓として使う

Ptython を動作させる

設定が今の時点で一番簡単と思われる,MS 社提供の Web ブラウザで動作する,Jupyter Notebook を使用します。以下,Jupyter と省略します。
Python の動かし方


変数が使える,演算子が利用できる

変数は,数学の変数とほぼ同じ。プログラムでは,変数名が長くなる傾向がある。
演算子とは,四則演算の,+, -, *, / など。⇒ 教科書 p.13 四則演算,累乗(Power) をまず確認すること


Jyupter のセルに以下のプログラムを入力します。(コピー&貼り付けでも可能)


a = 1
b = 3
a, b, a + b


セルの中で,Shift+enter(Shiftキーを押しながらEnterキーを押す)で実行できる。
そうすると
(1, 3, 4)
と表示される。


代入は,一行単位で書くのが原則。
表示は,プログラムの最後であれば,変数をそのまま書きます。プログラムの途中であれば,print(a)のように書きます。


  • 四則演算子(+, -, *, /)
  • 累乗は,**
  • 計算の優先順をしめす{ } [ ] は,使用できません。かわりに,( ) を入れ子にします。

例題その1

x =3, y =1 のとき
x2 + 3y の値は?


x = 3
y = 1
x**2 + 3*y


  • 複素数を使える
  • 標準ライブラリモジュール(Standard Library Module)の math モジュールが使える
    • ⇒教科書 p.224
    • e,π(pi),三角関数を使える
  • 組み込み関数(Built-in Function)が使える,⇒教科書 p.134
    • print( ) 表示関数 print( ) は,教科書 p.148
  • 数行のプログラムがかける
  • プログラムにメモ(コメント)がかける, # で始まる書き込み
  • 電卓として,Python プログラムを利用できる

例題その2

 オイラーの公式が成り立つことを確認せよ
 オイラーの公式 e**(j*θ) = cos(θ) + j * sin(θ)


#オイラーの公式が成り立つことを確認せよ
#虚数符号は,i の代わりに,j を使用する
#
# オイラーの公式 e**(j*θ) = cos(θ) + j * sin(θ)


from math import * #数学関係の基本関数,定数が利用可能となる


# 虚数記号は,i のかわりに,(数字)j を使う


θ = pi # πは,pi と表記する


LHand = e**(1j*θ) # 左辺を変数 LHand とする
RHand = cos(θ) + 1j * sin(θ) # 右辺を変数 RHand とする


print('左辺 - 右辺 = ', LHand - RHand ) # プログラムの途中で表示するときは,print( ) 関数を使うと,
LHand, RHand


課題その1

半径 r = 3 が与えられたとき,円の面積を計算するプログラムを作成せよ


課題その2

a = 1
b = 2
c = -1
のとき
a*x**2 + b*x + c = 0
の解を求めるプログラムを作成せよ。解の公式を利用すること。


課題その3

化学の学習において,Python プログラムを利用して,計算せよ。
実施にやったことを報告すること
例をやってもよい




20gの水酸化ナトリウムNaOHを水に溶かして2Lとした時の水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度を計算せよ。
ただし、原子量は以下とする。
Na=23、O=16、H=1

出題は,https://juken-mikata.net/how-to/chemistry/molarity.html から



登場した用語 [#q9fee040]

  • 変数 数学の変数とほぼ同じ。名前が長くなる場合が多い。例 LHand
  • 関数 数学の関数とほぼ同じ。命令となる。名前が長くなる場合が多い。



質問と返答

第1回講義への質問は,suehiro3721p@gmail.com まで


講義メモ [#x2e27f09]

(これは,斎藤用のメモ)
次以降に回すことがら

  • 変数の型