教科版 (2019)必修1 数据与计算4.2 数值计算一等奖课件ppt

这是一份教科版 (2019)必修1 数据与计算4.2 数值计算一等奖课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了学习目标，numpy模块简介，课堂练习，巩固提升，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

★感受数据的图形化表示。★设计解析式或迭代方程，进行数值计算，解决问题。★了解数值类算法在实际问题解决时的应用及常用方法。
数学是计算机科学的理论基础之一。在实际问题的求解过程中，有许多数学分支，如解析几何、离散数学等，都是计算机科学所依赖的重要理论工具。借助计算机程序，可以解决很多数学方法所描绘的数值计算问题。 本节我们将围绕“与数学公式面对面”项目探讨在中学数学领域中常见的数学公式与程序设计的有趣结合。
活动1 用WPS表格绘制正弦曲线
利用平时使用的电子表格软件就能绘制函数图像。方法如下：若以30°为间隔，绘制0~360°之间的正弦函数图像，则首先需要在WPS中完成表格数据的计算。
填表之后，选择相应的数据，建立折线图图表，设置x轴数据系列格式，可绘制出函数的图像。
用WPS表格整理数据有时还是不太方便，我们还可以用什么样的方法管理数据呢？
操作步骤：选择数据——插入——x、y散点图——带平滑线的散点图
仔细观察图像，会发现图像的关键点太少，精度不够，图像不光滑。要想提高图像的光滑程度，就要减小角度间隔，但间隔增加，工作量也会随之增加：每隔1°画一个点，数据表上就会增加300多行新数据；如果以0.1°为间隔，将有3000多行数据。
在Pythn中，绘制函数图像一般要用到numpy和matpltlib两个模块，利用这两个模块可以绘制出更精细的函数图像。
numpy是一个科学计算包，其中包含很多数学函数，如三角函数、矩阵计算方法等。通过该模块中的arange函数可以创建一个等差数列。如在0~2Π之间每隔0.01取个值，则可以用arange(0, 2*numpy.pi ,0.01)来表示， 其中numpy.pi表示Π 。下列代码可以产生sin(x)的若干个关键点。
例如：2*numpy.pi = 2Π3*numpy.pi = 3Π
Numpy应用——创建三角函数图像
＃加载numpy模块并取一个简洁的别名为np，便于后续引用imprt numpy as np#x在0到2Π:之间，每隔0.01取一个点x=np.arange(0,2*np.pi,0.01)#调用numpy模块的arange函数，其参数为开始参数0，结束参数2*np.pi，间隔参数0.01y=np.sin(x) ＃通过解析式计算列表x对应的列表y的值
matpltlib 模块简介
matpltlib模块是Pythn中最出色的绘图库，功能很完善。调用matpltlib.pyplt时，坐标系可以根据数值范围自动生成。matpltlib的绘图原理很简单，利用plt画线函数就可以在直角平面内轻松地将(x, y)坐标点对连接成平滑曲线。
＃加载matpltlib.pyplt并取别名为pltimprt matpltlib.pyplt as pltplt.plt(x,y)＃plt()函数将点对连线plt.shw()＃shw()函数将绘制的图像窗口显示出来
参考前页代码，让我们一起来完善以下Pythn程序，尝试绘出"sin(x)" "sin(-x)"和“sin(2x)/2" 的图像。
活动2 利用Pythn绘制正弦曲线
______________________ #加载numpy模块并取名为npImprt matpltlib.pyplt as plt＃加载matpltlib.pyplt并取别名为plt______________________＃列表x在0到加之间，每隔0.01取一个点______________________＃求sin(x)对应的列表y1的值y2=np.sin(-x)＃求sin(-X)对应的列表y2的值______________________＃求sin(2x)/2对应的列表y3的值plt.plt(x,y1)＃绘制sin(x)的图像
① imprt numpy as np② x=np.arrange(0,2*np.pi,0.01)③ y3=(np.sin(2*x))/2④ y1=np.sin(x)
____________________________＃绘制sin(—X)的图像____________________________＃绘制sin(2x)/2的图像plt.title(‘sin()’)#设置图像标题plt.xlabel(‘x’)#设置X轴标题plt.ylabel(‘y’)#设置Y轴标题plt.shw() ＃将绘制的函数图像窗口显示出来
① plt.plt(x,y2)② plt.plt(x,y3)
运行代码，对比在活动1中生成的图像，程序绘制的函数图像果然平滑了很多，如下图图所示。
Pythn语言绘制的函数图像
Wps电子表格绘制的函数图像
补全代码，使用numpy和matpltlib模块，绘制出y=x2-2x+4的图像，x的取值范围是-6<=x<=6，取值间隔为0.001；
_______________________#导入numpy模块并取名为npimprt matpltlib.pyplt as pltx = np.____________y=________________plt.plt(__ , __)__________________#绘制函数图像
1.numpy是一个科学计算包,其中包括很多_______，如_______ 、矩阵计算方法等。2.通过numpy模块中的_______函数可以创建一个等差数列。如在0-2Π之间每隔0.01取个值，则可以用_______表示，其中numpy.pi表示_______。
3.matpltlib模块是一个_______ 。matpltlib的绘图原理很简单,利用_______画线函数就可以在直角平面内轻松地将_______坐标点对连接成平滑曲线。
4.计算机最初研究的应用大多是数值计算，人们主要借助计算机运算速度快，精确度高的特点来解决各种数学问题，这里的数值计算不包括（)A.函数计算B.方程的求解C.数列求和D.图像处理
人们对计算机的最初应用大多是数值计算，如函数的计算、方程的求解、数列求和等都属于数值计算。
numpy模块：科学计算包numpy模块的常用函数：arange(开始参数，结束参数，间隔参数)numpy.py 就是Π
matpltlib模块是Pythn中的绘图库。函数plt(x,y)绘制出关于x,y的函数图像函数shw()显示函数图像