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Python ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o cateto oposto dadas as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente em Python

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Todos estamos acostumados com o Teorema de Pitágoras, que diz que "o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos". Baseado nessa informação, fica fácil retornar a medida do cateto oposto quando temos as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente. Isso, claro, via programação em linguagem Python.

Comece observando a imagem a seguir:

Veja que, nessa imagem, eu já coloquei os comprimentos da hipotenusa, do cateto oposto e do cateto adjascente. Para facilitar a conferência dos cálculos, eu coloquei também os ângulos theta (que alguns livros chamam de alfa) e beta já devidamente calculados. A medida da hipotenusa é, sem arredondamentos, 36.056 metros.

Então, sabendo que o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos (Teorema de Pitógoras):

\[c^2 = a^2 + b^2\]

Tudo que temos que fazer é mudar a fórmula para:

\[a^2 = c^2 - b^2\]

Veja que agora o quadrado do cateto oposto é igual ao quadrado da hipotenusa menos o quadrado do cateto adjascente. Não se esqueça de que a hipotenusa é o maior lado do triângulo retângulo.

Veja agora como esse cálculo é feito em linguagem Python:

# vamos importar o módulo Math
import math as math

def main():
  c = 36.056 # medida da hipotenusa
  b = 30 # medida do cateto adjascente
  
  # agora vamos calcular o comprimento da cateto oposto
  a = math.sqrt(math.pow(c, 2) - math.pow(b, 2))
 
  # e mostramos o resultado
  print("A medida do cateto oposto é: %f" % a)
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

A medida do cateto oposto é: 20.000878

Como podemos ver, o resultado retornado com o código Python confere com os valores da imagem apresentada.

LISP ::: LISP para Engenharia ::: Geometria Analítica e Álgebra Linear

Como converter Coordenadas Cartesianas para Coordenadas Polares em LISP - LISP para Engenharia

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Nesta nossa série de LISP e AutoLISP para Geometria Analítica e Álgebra Linear, mostrarei um código 100% funcional para fazer a conversão entre coordenadas cartesianas e coordenadas polares. Esta operação é muito frequente em computação gráfica e é parte integrante das disciplinas dos cursos de Engenharia (com maior ênfase na Engenharia Civil).

Na matemática, principalmente em Geometria e Trigonometria, o sistema de Coordenadas no Plano Cartesiano, ou Espaço Cartesiano, é um sistema que define cada ponto em um plano associando-o, unicamente, a um conjuntos de pontos numéricos.

Dessa forma, no plano cartesiano, um ponto é representado pelas coordenadas (x, y), com o x indicando o eixo horizontal (eixo das abscissas) e o y indicando o eixo vertical (eixo das ordenadas). Quando saímos do plano (espaço 2D ou R2) para o espaço (espaço 3D ou R3), temos a inclusão do eixo z (que indica profundidade).

Já o sistema de Coordenadas Polares é um sistema de coordenadas em duas dimensões no qual cada ponto no plano é determinado por sua distância a partir de um ponto de referência conhecido como raio (r) e um ângulo a partir de uma direção de referência. Este ângulo é normalmente chamado de theta (__$\theta__$). Assim, um ponto em Coordenadas Polares é conhecido por sua posição (r, __$\theta__$).

Antes de prosseguirmos, veja uma imagem demonstrando os dois sistemas de coordenadas:

A fórmula para conversão de Coordenadas Cartesianas para Coordenadas Polares é:

__$r = \sqrt{x^2+y2}__$
__$\theta = \\arctan\left(\frac{y}{x}\right)__$

E aqui está o código LISP completo que recebe as coordenadas cartesianas (x, y) e retorna as coordenadas polares (r, __$\theta__$):

; programa LISP que converte Coordenadas Cartesianas
; em Coordenadas Polares
(let((x)(y)(raio)(theta)(angulo_graus))
  ; vamos ler as coordenadas cartesianas
  (princ "Valor de x: ")
  (force-output)
  (setq x (read))
  (princ "Valor de y: ")
  (force-output)
  (setq y (read))
  
  ; vamos calcular o raio
  (setq raio (sqrt (+ (expt x 2) (expt y 2))))
  
  ; agora calculamos o theta (ângulo) em radianos 
  (setq theta (atan y x))

  ; queremos o ângulo em graus também
  (setq angulo_graus (* 180 (/ theta pi)))
  
  ; e exibimos o resultado
  (princ "As Coordenadas Polares são: ")
  (format t "raio = ~F, theta = ~F, ângulo em graus: ~F"
    raio theta angulo_graus)
)

Ao executar este código LISP nós teremos o seguinte resultado:

Valor de x: -1
Valor de y: 1
As Coordenadas Polares são:
raio = 1.4142135623730951, theta = 2.356194490192345, ângulo em graus = 135.0

Veja que as coordenadas polares equivalentes são (__$\sqrt{2}__$, __$\frac{3\pi}{4}__$), com o theta em radianos. Sim, os professores das disciplinas de Geometria Analítica e Álgebra Linear, Física e outras gostam de escrever os resultados usando raizes e frações em vez de valores reais.

jQuery ::: Dicas & Truques ::: Manipulação e Conteúdo Dinâmico

jQuery para iniciantes - Como obter o conteúdo de um elemento HTML usando a função html() do jQuery

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O método html() da biblioteca jQuery nos permite obter o conteúdo (a propriedade innerHTML) do primeiro da série de elementos encontrados. Considere o seguinte elemento DIV:

<div id="div_1">
  <button>Clique Aqui</button>
</div>

Veja agora o código JavaScript que obtém todo o conteúdo HTML entre as tags <div> e </div>:

<!doctype html>
<html>
<head>
  <title>Estudos jQuery</title>
</head>

<script
  src="https://code.jquery.com/jquery-3.6.0.js"
  integrity="sha256-H+K7U5CnXl1h5ywQfKtSj8PCmoN9aaq30gDh27Xc0jk="
  crossorigin="anonymous"></script>

<body>

<div id="div_1">
  <button>Clique Aqui</button>
</div>

<script type="text/javascript">
  var html = $("#div_1").html();
  window.alert("O conteúdo HTML da tag DIV é: " + html);
</script>
  
</body>
</html>

Ao abrir esta página HTML você terá um resultado parecido com:

O conteúdo HTML da tag DIV é: <button>Clique Aqui</button>.

Esta dica foi revisada e testada no jQuery 3.6.0.

Java ::: Java para Engenharia ::: Geometria Analítica e Álgebra Linear

Como somar os elementos da diagonal principal de uma matriz em Java

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A Matriz quadrada é um tipo especial de matriz que possui o mesmo número de linhas e o mesmo número de colunas, ou seja, dada uma matriz A_nxm, ela será uma matriz quadrada se, e somente se, n = m, onde n é o número de linhas e m é o número de colunas.

Em geral as matrizes quadradas são chamadas de Matrizes de Ordem n, onde n é o número de linhas e colunas. Dessa forma, uma matriz de ordem 4 é uma matriz que possui 4 linhas e quatro colunas.

Toda matriz quadrada possui duas diagonais, e elas são muito exploradas tanto na matemática quanto na construção de algorítmos. Essas duas diagonais são chamadas de Diagonal Principal e Diagonal Secundária.

A diagonal principal de uma matriz quadrada une o seu canto superior esquerdo ao canto inferior direito. Veja:

Nesta dica veremos como calcular a soma dos valores dos elementos da diagonal principal de uma matriz usando Java. Para isso, só precisamos manter em mente que a diagonal principal de uma matriz A é a coleção das entradas A_ij em que i é igual a j. Assim, tudo que temos a fazer é converter essa regra para código Java.

Veja um trecho de código Java completo no qual pedimos para o usuário informar os elementos da matriz e em seguida mostramos a soma dos elementos da diagonal superior:

package arquivodecodigos;
 
import java.util.Scanner;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args) {
    // vamos fazer a leitura usando a classe Scanner
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
     
    // vamos declarar e construir uma matriz de três linhas e três colunas
    int matriz[][] = new int[3][3];
    int soma_diagonal = 0; // guarda a soma dos elementos na diagonal principal
     
    // vamos ler os valores para os elementos da matriz
    for(int i = 0; i < matriz.length; i++){ // linhas
      for(int j = 0; j < matriz[0].length; j++){ // colunas
        System.out.print("Informe o valor para a linha " + i + " e coluna " 
          + j + ": ");
        matriz[i][j] = Integer.parseInt(entrada.nextLine());       
      }       
    }
     
    // vamos mostrar a matriz da forma que ela
    // foi informada
    System.out.println();
    // percorre as linhas
    for(int i = 0; i < matriz.length; i++){ 
      // percorre as colunas
      for(int j = 0; j < matriz[0].length; j++){ 
        System.out.printf("%5d ", matriz[i][j]);
      }
      // passa para a próxima linha da matriz
      System.out.println();
    }
     
    // vamos calcular a soma dos elementos da diagonal   
    // principal
    for(int i = 0; i < matriz.length; i++){
      for(int j = 0; j < matriz[0].length; j++){
        if(i == j){
          soma_diagonal = soma_diagonal + matriz[i][j];
        }
      }
    }
     
    // finalmente mostramos a soma da diagonal principal
    System.out.println("\nA soma dos elementos da diagonal principal é: " 
      + soma_diagonal);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Informe o valor para a linha 0 e coluna 0: 3
Informe o valor para a linha 0 e coluna 1: 7
Informe o valor para a linha 0 e coluna 2: 9
Informe o valor para a linha 1 e coluna 0: 2
Informe o valor para a linha 1 e coluna 1: 4
Informe o valor para a linha 1 e coluna 2: 1
Informe o valor para a linha 2 e coluna 0: 5
Informe o valor para a linha 2 e coluna 1: 6
Informe o valor para a linha 2 e coluna 2: 8

    3     7     9 
    2     4     1 
    5     6     8 

A soma dos elementos da diagonal principal é: 15

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