Treinamento_Julia_Python.ipynb

Kernel: Python 3 (system-wide)

IFC - Instituto Federal Catarinense, Campus Luzerna-SC

Física Experiental - Eng. mecânica e Eng. controle e automação

João Marcello Pereira ([e-mail])

ATIVIDADE PRÁTICA COM JULIA E PYTHON

• É importante ter baixado e instalado o Anaconda antes de iniciar a aula através do link: https://www.anaconda.com/products/distribution

• É importante ter baixado e instalado a linguagem Julia antes de iniciar a aula través do link: https://julialang.org/downloads/

• É importante utilizar um mouse, touchpad fica de para manusear.

Preparação do ambiente

Crie uma pasta e mude o nome para "JuliaPython". Baixe para dentro pasta "JuliaPython" este arquivo e mude o nome para "Treinamento_Python.ipynb", depois crie uma cópia do arquivo e mude o nome para "Treinamento_Julia.ipynb". Verique o Kernel (Julia ou Python) apropriado para cada versão do arquivo.

Tipos de dados

• Inteiro (naturais e inteiros) : 12, -5, ...

• float (reais decimais) : 12.5, -2.5, ....

• lista (inteiros) : [1, 2], [-5, -2], ....

• lista (float) : [1.5, 2.6], [-1.5, -0.5], ....

• String (texto) : "olá", "Bola é redonda", ....

Arredondamento

As linguagens de programação Julia e Python utilizam as regras internacionais para o arredondamento, semelhante as regras da ABNT , porém escritas de forma diferente. Regras conforme Clough e Chapra (2023):

• Adicione uma unidade ao dígito da posição $n$ se o dígito da $(n+1 )$ posição for superior a 5 ( EX: 2,056 -> 2,06 ), ou

• Deixe o dígito da posição $n$ como está se o dígito da $(n+1)$ posição for menor que 5 ( EX: 2,054 -> 2,05 ), ou

• Se o dígito da posição $(n+1)$ for igual a 5, e se houver dígitos diferentes de zero a seguir, aplique a regra a ( EX: 2,0551 -> 2,06); caso contrário, arredonde para cima ou para baixo para tornar o dígito da posição $n$ par ( EX: 2,055 -> 2,06 ou 2,045 -> 2,04).

As calcularas científicas e gráficas (CASIO e similares) e planilhas eletrônicas, utilizam outras regras mais simples de arredondamento:

• Quando o algarismo a ser conservado for seguido do algarismo inferior a 5, permanece o algarismo a ser conservado e retiram-se os posteriores.

• Quando o algarismo a ser conservado for seguido de algarismo superior ou igual a 5, soma-se uma unidade ao algarismo a ser conservado e retiram-se os posteriores.

Local arquivo no disco da máquina

# identificar local do arquivo em uso

variáveis

Conforme definição de Tucker e Noonanu (2010) "uma variável é uma ligação de um nome com um endereço de memória. Além disso, uma variável possui um tipo, um valor e um tempo de vida."

# definir uma variável "A" associada a um número inteiro e mostrar resultado

# definir uma variável "B" associada a um número float e mostrar resultado

# definir uma variável "C" associada a uma lista de números inteiros e mostrar resultado

# definir uma variável "D" associada a uma string e mostrar resultado

Operações com matemática elementar

# soma 5 e 8.3

# subtração 5 e 8.3

# multiplicação 5 e 8.3

# divisão 5 e 8.3

# radiciação 5 e 8.3

# abs(absoluto) 5 e 8.3

# potenciação ou exponenciação 5^8 e e^5

# logarítmos log(100) e ln(100)

Trigonometria

Os cálculos trigonométricos são realizados de forma padrão com valores em radiano (rad). Para calcular valores em graus (degree), use uma função específica para cálculo com valores em graus ou use um comando para transformar o valor em graus em radiano.

# calcule seno 30º

# calcule cosseno 30º

# calcule tangente 30º

# calcule arco seno ou sen⁻¹(0.5)

# calcule arco cosseno ou cos⁻¹(0.5)

Instalação de pacotes

Instale os pacotes Julia ou Python abaixo. O FexIFC é um arquivo que deve ser baixado para a pasta que contém o arquivo ipynb.

# python: uncertainties, SigFig e FexIFC.py.
# julia : IJulia, Pingouin, Measurements, Calculus, Interpolations, QuadGK, Roots, CSV, Plots e DataFrames

Precisão numérica

# ajuste 12.569 com 3AS

# ajute 12.569 com 2AS

Funções

# definir a função f(x) = x^2 - 5*x + 4 (não esqueça o return no python).

# teste a função para f(3)

# função cálculo da área de um círculo Ac (não esqueça o return no python).

# teste a função para Ac(2.5)

Cálculo com equações e sistemas e equações

1. calcular a raízes de equações:

# definir a função f(x) = x^2 - 5*x + 4 = 0

# calcular as raízes da função. Use o FexIFC no Python

# definir a função g(x) = x^2 - 5*x + 4 = 5

# calcular as raízes da função. Use o FexIFC no Python

2. calcular sistema de equações:

Error: Expected node of symbol group type, but got node of type cr

# definir a matrix A

# definir o vetor b

# realizar o cálculo de x e y. Use o FexIFC no Python

Cálculo diferencial e integral

1. Derivada definida de uma função

# definir a função f(x) = x^2 - 5*x + 4

f (generic function with 1 method)

# calcular f'(5). Use o FexIFC no Python

2. Integral definida de uma função

#integral definida de f(x), para a = 0 e b = 1. Use o FexIFC no Python

Referência Bibliográfica

CLOUG, David E. ; CHAPRA, Steven C. Introduction to Engineering and Scientific Computing with Python. CRC Press, 1º Edição, 2023.

TUCKER, Allen B.; NOONAN, Robert E. Linguagens de programação: princípios e paradigmas. Porto Alegre: AMGH, 2010.

FIM