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Como gerar um número randômico em Python usando a função rand() do módulo random da NumPy

Quantidade de visualizações: 607 vezes
Em algumas situações nós precisamos gerar um número aleatório na faixa de 0 e 1 (não incluído). Para isso nós podemos usar a função rand() do módulo random da biblioteca NumPy do Python. Veja um exemplo:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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# importamos o módulo random da biblioteca NumPy
import numpy as np

# método principal
def main():
  # vamos gerar um número decimal aleatório de 0 (incluído) 
  # à 1 (não incluído) 
  valor = np.random.rand()
  print("O número sorteado foi: {0}".format(valor)) 
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

O número sorteado foi: 0.2037063569952866

Note que o número retornado pela função rand() é um float com uma precisão semelhante ao double em outras linguagens de programação.

Veja agora uma modificação deste código para gerar 10 números aleatórios:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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# importamos o módulo random da biblioteca NumPy
import numpy as np

# método principal
def main():
  # vamos gerar 10 números decimais aleatórios de 0 (incluído) 
  # à 1 (não incluído) 
  for i in range(10):
    valor = np.random.rand()
    print("O número sorteado foi: {0}".format(valor)) 
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

O número sorteado foi: 0.57920714427429
O número sorteado foi: 0.06329414607318185
O número sorteado foi: 0.12184477988071851
O número sorteado foi: 0.5410663009618577
O número sorteado foi: 0.790229323250604
O número sorteado foi: 0.4733277307431061
O número sorteado foi: 0.7669969432159425
O número sorteado foi: 0.6934927410217504
O número sorteado foi: 0.13216036543343856
O número sorteado foi: 0.6958612722883786

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Python ::: NumPy Python Library (Biblioteca Python NumPy) ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Como repetir os elementos de um vetor ou matriz usando a função repeat() da NumPy do Python

Quantidade de visualizações: 823 vezes
A função repeat() da biblioteca NumPy do Python é usada quando queremos repetir os elementos de um vetor ou matriz um determinado número de vezes. Em sua forma mais simples esta função pede um array e um número inteiro indicando a quantidade de repetições.

Veja o código Python completo para o exemplo:

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# vamos importar a biblioteca NumPy
import numpy as np

def main():
  # vamos criar um vetor contendo 5 elementos
  vetor = np.array([5, 3, 9, 1, 4])

  # agora vamos aplicar a função repeat() a este vetor
  novo_vetor = np.repeat(vetor, 3)

  # vamos mostrar o resultado
  print("O vetor original é: {0}".format(vetor))
  print("O novo vetor é: {0}".format(novo_vetor))

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

O vetor original é: [5 3 9 1 4]
O novo vetor é: [5 5 5 3 3 3 9 9 9 1 1 1 4 4 4]

Veja agora o efeito desta função em uma matriz de 2 linhas por 3 colunas:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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# vamos importar a biblioteca NumPy
import numpy as np

def main():
  # vamos criar uma matriz de 2 linhas e 3 colunas
  matriz = np.array([(1, 2, 3), (4, 5, 6)])

  # agora vamos aplicar a função repeat() a esta matriz
  nova_matriz = np.repeat(matriz, 3, 0)

  # vamos mostrar o resultado
  print("A matriz original é:\n\n{0}".format(matriz))
  print("A nova matriz é:\n\n{0}".format(nova_matriz))

if __name__== "__main__":
  main()

Note que informei o valor 0 para o terceiro parâmetro da função repeat(). Isso faz com que os elementos da matriz sejam repetidos no eixo x. Veja:

A matriz original é:

[[1 2 3]
 [4 5 6]]

A nova matriz é:

[[1 2 3]
 [1 2 3]
 [1 2 3]
 [4 5 6]
 [4 5 6]
 [4 5 6]]


Se trocarmos o valor 0 por 1, o resultado será:

A matriz original é:

[[1 2 3]
 [4 5 6]]

A nova matriz é:

[[1 1 1 2 2 2 3 3 3]
 [4 4 4 5 5 5 6 6 6]]



Python ::: Pandas Python Library (Biblioteca Python Pandas) ::: DataFrame

Como usar o objeto DataFrame da biblioteca Pandas do Python

Quantidade de visualizações: 1818 vezes
A biblioteca Pandas do Python é uma das preferidas para o estudo e desenvolvimento de soluções envolvendo Big Data, Data Science, Data Mining, Machine Learning, Inteligência Artificial, etc. E o objeto DataFrame é uma das partes mais importantes dessa biblioteca.

Um objeto DataFrame é uma estrutura de dados bidimensional, ou seja, uma tabela contendo linhas e colunas. Nesse formato tabular, que pode ter seu tamanho redimensionado, as informações contidas no objeto DataFrame podem ser atualizadas de acordo com as necessidades do nosso código. Além disso, linhas e colunas podem ser adicionadas ou excluídas em tempo de execução.

A forma mais comum de criarmos um DataFrame é usando o seu construtor. Veja:

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# importamos a biblioteca Pandas
import pandas as pd

def main():
  # conteúdo do DataFrame
  produtos = [['Notebook AB43', 43], ['Tela LED', 87],
    ['Bateria 16 Volts', 120]]

  # vamos construir o DataFrame
  df = pd.DataFrame(produtos, columns=['Produto', 'Estoque'])

  # vamos mostrar o conteúdo do DataFrame
  print(df)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

            Produto  Estoque
0     Notebook AB43       43
1          Tela LED       87
2  Bateria 16 Volts      120


Aqui nós usamos uma list contendo três lists, ou seja, uma matrix de três linhas e duas colunas. Veja como obter o mesmo resultado usando um dicionário:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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# importamos a biblioteca Pandas
import pandas as pd

def main():
  # conteúdo do DataFrame
  produtos = {'Produto':['Notebook AB43', 'Tela LED', 
    'Bateria 16 Volts'], 'Estoque':[43, 87, 120]}

  # vamos construir o DataFrame
  df = pd.DataFrame(produtos)

  # vamos mostrar o conteúdo do DataFrame
  print(df)

if __name__== "__main__":
  main()

Execute este código e verá que o DataFrame resultante é o mesmo do código anterior.


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Física - Mecânica - Leis de Newton

Exercícios Resolvidos de Física usando Python - Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta

Quantidade de visualizações: 1786 vezes
Pergunta/Tarefa:

(UFRGS - 2017) Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?

a) 5.
b) 4.
c) 3.
d) 2.
e) 1.

Resposta/Solução:

Este é um clássico problema de Física envolvendo a Segunda Lei de Newton, cuja fórmula, em sua forma mais simples é:

\[F = m \cdot a \]

Olhando para o enunciado, vimos que nos é pedido a massa em kg. Nós já temos a força de 20 N, já convertida para sua medida no SI. No entanto, em vez da aceleração, o problema nos dá a variação da velocidade, que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Assim, só precisamos nos lembrar que a aceleração é igual ao valor da variação da velocidade dividido pelo intervalo de tempo.

Veja o código Python completo que pede para o usuário informar a força em newtons, a variação da velocidade em metros por segundo e a variação do tempo em segundos e nos retorna a massa em quilos:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar a força em newtons
  forca = float(input("Força em newtons: "))

  # vamos pedir a variação da velocidade em metros por segundo
  velocidade = float(input("Variação da velocidade em metros por segundo: "))

  # vamos pedir a variação do tempo em segundos
  tempo = float(input("Variação do tempo em segundos: "))

  # agora calculamos a acelaração
  aceleracao = velocidade / tempo

  # agora que já temos a aceleracao, podemos calcular a massa
  massa = forca / aceleracao

  # e mostramos o resultado
  print("A massa em quilos é: {0}".format(massa))

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos o código Python para o exercício nós teremos o seguinte resultado:

Força em newtons: 20
Variação da velocidade em metros por segundo: 10
Variação do tempo em segundos: 2
A massa em quilos é: 4.0

Assim, a resposta correta é a letra b (4 kg)


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