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GNU Octave ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular raiz quadrada usando a função sqrt() do GNU Octave

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A raiz quadrada de um algarismo é dada por um número positivo n, que ao ser elevado ao quadrado (multiplicado por ele mesmo), se iguala a x. Na área da matemática, a raiz quadrada auxilia na resolução de vários problemas, entre eles as equações de segundo grau e o Teorema de Pitágoras.

Relembrando que a raiz quadrada é o inverso da potenciação com expoente dois, temos que:

\[\sqrt{9} = 3\]

então, pela potenciação:

\[3^2 = 9\]

Agora veremos como calcular a raiz quadrada usando a função sqrt() do GNU Octave. Se você ainda não o fez, abra o GNU Octave e digite a seguinte expressão na janela de comandos:

>> raiz = sqrt(9) [ENTER]
raiz = 3
>>

Agora veja como podemos usar a função sqrt() em um script do GNU Octave:

valor = input("Informe o valor desejado: ");
raiz = sqrt(valor);
fprintf("A raiz quadrada do valor informado é %d\n", 
  raiz);

Uma saída deste código poderia ser:

Informe o valor desejado: 25
A raiz quadrada do valor informado é 5
>>

É importante ter em mente que a função sqrt() do GNU Octave retorna um erro caso o valor do radicando for negativo. Veja:

Informe o valor desejado: -5
A raiz quadrada do valor informado é error: octave_base_value::int64_scalar_value
(): wrong type argument 'complex scalar'
>>


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

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

Quantidade de visualizações: 1022 vezes
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.


LISP ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como retornar uma substring de uma string em LISP usando a função subseq()

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Nesta dica mostrarei como podemos extrair uma parte de uma palavra, frase ou texto, ou seja, vamos obter uma substring a partir de uma string. Na linguagem LISP isso pode ser feito por meio da função subseq().

Esta função aceita 3 argumentos. O primeiro argumento é a string a partir da qual a substring será extraída. O segundo argumento é o índice inicial da substring, começando sempre em 0. O terceiro argumento marca o índice final da substring (um índice a mais que o último caractere desejado). Se o terceiro argumento for omitido, todo o restante da string será incluído na substring.

Veja o código LISP completo para o exemplo no qual pedimos para o usuário informar uma frase e extraímos dessa frase os 5 primeiros caracteres:

; variáveis que vamos usar no programa
(let ((frase)(substring))
  ; Vamos pedir para o usuário informar
  ; uma frase
  (princ "Informe uma frase: ")
  ; talvez o seu compilador não precise disso
  (force-output)
  ; atribui o valor lido à variável frase
  (setq frase (read-line))
  
  ; vamos mostrar a frase informada
  ; o símbolo ~% provoca uma quebra de linha
  (format t "A frase informada foi: ~S~%" frase)
  
  ; agora vamos obter os 5 primeiros caracteres
  (setq substring (subseq frase 0 5))
  
  ; e mostramos a substring
  (format t "A substring obtida foi: ~S" substring)
)

Ao executar este código LISP nós teremos o seguinte resultado:

A frase informada foi: "Estudar LISP é bom demais"
A substring obtida foi: "Estud"


Java ::: Estruturas de Dados ::: Lista Ligada Simples

Estruturas de Dados em Java - Como inserir nós no início de uma lista singularmente ligada em Java

Quantidade de visualizações: 10573 vezes
Esta dica mostra como inserir nós no início de uma lista singularmente ligada. A classe usada para representar cada nó é a seguinte (No.java):

// classe No
public class No{
  public int valor;
  public No proximo;
}
// fim da classe No

Note que cada nó contém apenas um valor inteiro e um ponteiro para o próximo nó. Ao analisar o código você perceberá que tanto a inserção no início quanto a exibição dos nós são feitas usando métodos. Isso permitirá o reaproveitamento deste código em suas próprias implementações. Vamos ao código para a lista singularmente ligada (Lista.java):

public class Lista{
  No inicio; // início da lista  

  // método que permite exibir os valores de
  // todos os nós da lista
  public void exibir(){
    if(inicio != null){
      do{
        System.out.println(inicio.valor);
        inicio = inicio.proximo;
      }while(inicio != null);
    }
    else
      System.out.println("A lista esta vazia\n\n");
  }
 
  // método que permite inserir nós no
  // início da lista.
  // veja que o método recebe o valor a ser
  // armazenado em cada nó
  public void inserirInicio(int v){
    No novo;

    // verifica se a lista está vazia
    if(inicio == null){
      // reserva memória para o novo nó
      inicio = new No();
      inicio.valor = v;
      // é o primeiro nó...não deve apontar para
      // lugar nenhum
      inicio.proximo = null;
    }
    else{ // não está vazia....vamos inserir o nó no início
      // vamos criar um novo nó agora
      novo = new No();
      // atribui o valor do nó
      novo.valor = v;
      // define o inicio da lista como campo proximo
      // do novo nó
      novo.proximo = inicio;
      // o novo nó é o início da lista agora
      inicio = novo;
    }
  }
}

Compile as classes No.java e Lista.java e vamos escrever um aplicativo de teste (TesteLista.java):

public class TesteLista{
  public static void main(String args[]){
    // vamos criar uma nova lista
    Lista lista = new Lista();

    // vamos inserir quatro valores no
    // início da lista
    lista.inserirInicio(45);
    lista.inserirInicio(3);
    lista.inserirInicio(98);
    lista.inserirInicio(17);

    // exibe os valores na lista
    lista.exibir();

    System.exit(0);   
  }  
}



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