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Les pentes des sécantes en Python
Le cours écrit
7.1 Une fonction pour une pente
On écrit d'abord la fonction f. Pour changer de fonction, c'est la seule ligne à modifier. La fonction pente renvoie le taux de variation entre a et a + h.
def f(x):
return x**2
def pente(a, h):
return (f(a + h) - f(a)) / h
Ainsi, pente(1, 0.5) renvoie 2.5. En langage naturel, on écrirait : , puis renvoyer .
7.2 La liste, pour un pas donné
Le point d'abscisse reste fixe. Pour un pas donné, on considère les points d'abscisses , avec allant de à . La fonction pentes construit la liste des coefficients directeurs des sécantes .
def pentes(a, pas, n):
liste = []
for k in range(1, n + 1):
liste.append(pente(a, k * pas))
return liste
Ainsi, pentes(1, 0.5, 4) renvoie [2.5, 3.0, 3.5, 4.0].
7.3 Arrondir
La machine écrit les nombres en base , et ne s'y écrit pas exactement. Par exemple, pente(1, 0.1) renvoie 2.100000000000002. Ce n'est pas une erreur du programme. On arrondit avec round, ici à six décimales, et l'on peut écrire la liste en compréhension :
def pentes(a, pas, n):
return [round(pente(a, k * pas), 6) for k in range(1, n + 1)]
Ainsi, pentes(1, 0.1, 4) renvoie [2.1, 2.2, 2.3, 2.4].
7.4 Quand le pas diminue
La première pente de la liste est celle du point le plus proche de .
| Appel | Résultat |
|---|---|
pentes(1, 0.1, 3) |
[2.1, 2.2, 2.3] |
pentes(1, 0.01, 3) |
[2.01, 2.02, 2.03] |
pentes(1, 0.001, 3) |
[2.001, 2.002, 2.003] |
pentes(1, -0.1, 3) |
[1.9, 1.8, 1.7] |
pentes(1, -0.01, 3) |
[1.99, 1.98, 1.97] |
Quand le pas diminue, la première pente se rapproche de . En remplaçant f par la fonction inverse, pentes(2, 0.0001, 1) renvoie [-0.249988], proche de , le nombre dérivé de l'exemple 8.
7.5 Une limite de la machine
Peut-on prendre un pas aussi petit que l'on veut ? Non. Pour la fonction carré, pente(1, 10**-15) renvoie 2.220446049250313, alors que : un pas trop petit fait perdre la précision, à cause des arrondis. Un calcul numérique illustre le nombre dérivé, il ne le démontre pas.
Exercices 13 et 14
- Exercice 13 : lire un programme
- Exercice 14 : écrire un programme
Corrigés
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