Вниманию читателей представляется книга «Рассказы о математике с примерами на языках Python и C». В книге описаны различные истории или задачи, прямо или косвенно связанные с математикой (магические квадраты, простые числа и пр). Кратко рассмотрены более сложные моменты, например выполнение вычислений с помощью GPU.
Книга распространяется бесплатно, скачать оригинал в PDF можно на странице
.
Введение
Как сказал еще Галилей, «Книга природы написана на языке математики», и с этим сложно не согласиться. Математика это универсальный язык науки, это базовые принципы, на которых построена вся Вселенная. 2 + 2 = 4 независимо от того, верим мы в это или нет, знаем мы это или нет, существуем мы вообще или нет, и это будет верно не только для нас, но и для жителя Альфы Центавра.
Из этого следует важное правило: математические законы нельзя придумать, их можно только открыть. Треугольник подчинялся теореме Пифагора еще до того, как Пифагор открыл и сформулировал известную теорему. Число Пи было вычислено в древнем Китае, но его значение было таким всегда — еще до того как появился не только Китай, но и наша планета Земля.
1. Основы языков Python и Си
Математика немыслима без расчетов и примеров вычислений. Примеры в данной книге иллюстрируются фрагментами кода на языке Python. Этот язык удобен тем, что он очень прост и подходит для начинающих, поэтому кратко рассмотрим как им пользоваться.
Для использования языка Python нужно установить интерпретатор языка с сайта
https://www.python.org/downloads/
или воспользоваться онлайн-версией, например на странице
https://repl
.it/languages/python3
. Все примеры из книги работоспособны с любой версией языка Python, 2.7 или 3.
Для запуска программы необходимо:
‐ Сохранить файл в Блокноте с любым именем и расширением .py, например test1.py (удобно также создать папку в корне диска C, например C:\PythonApps).
‐ Открыть консоль (нажать Win+R и набрать cmd), в консоли набрать команду (без кавычек) «python путь_к_файлу.py», например «python C:\PythonApps\test1.py».
Объявление и вывод переменных
Python
: достаточно ввести имя и значение.
x = 3 y = 10
print("x=", x)
print(x + y)
В отличие от языка C++, тип переменной будет определен автоматически, указывать его не нужно. Кстати, его можно узнать, введя
print (type(x))
.
Циклы
В отличие от того же С++ или Java, циклы задаются отступами, что после других языков программирования может быть непривычным. Часть кода, находящаяся внутри цикла, будет выполнена заданное количество раз.
Python
Вывод чисел от 1 до 9:
for p in range(1, 10):
print (p)
Массивы
Массив это линейный набор чисел, с которыми удобно выполнять однотипные операции, например вычисление суммы или среднего арифметического.
Python
Объявляем массив чисел:
values = [1, 2, 3, 5, 10, 15, 20]
Добавляем элемент в массив:
Арифметические операции
Сложение, умножение,деление:
x1 = 3
x2 = (2 * x1 * x1 + 10*x1 + 7)/x1
Возведение в степень:
x3 = x1**10
