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R ::: Dicas & Truques ::: Geometria, Trigonometria e Figuras Geométricas

Como calcular o coeficiente angular de uma reta em R dados dois pontos no plano cartesiano

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O Coeficiente Angular de uma reta é a variação, na vertical, ou seja, no eixo y, pela variação horizontal, no eixo x. Sim, isso mesmo. O coeficiente angular de uma reta tem tudo a ver com a derivada, que nada mais é que a taxa de variação de y em relação a x.

Vamos começar analisando o seguinte gráfico, no qual temos dois pontos distintos no plano cartesiano:



Veja que o segmento de reta AB passa pelos pontos A (x=3, y=6) e B (x=9, y=10). Dessa forma, a fórmula para obtenção do coeficiente angular m dessa reta é:

\[\ \text{m} = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{\Delta y}{\Delta x} = tg \theta \]

Note que __$\Delta y__$ e __$\Delta x__$ são as variações dos valores no eixo das abscissas e no eixo das ordenadas. No triângulo retângulo que desenhei acima, a variação __$\Delta y__$ se refere ao comprimento do cateto oposto e a variação __$\Delta y__$ se refere ao comprimento do cateto adjascente.

Veja agora o trecho de código na linguagem R que solicita as coordenadas x e y dos dois pontos, efetua o cálculo e mostra o coeficiente angular m da reta que passa pelos dois pontos:

# x e y do primeiro ponto
x1 <- readline("Coordenada x do primeiro ponto: ")
y1 <- readline("Coordenada y do primeiro ponto: ")
x1 <- as.numeric(x1)
y1 <- as.numeric(y1)

# x e y do segundo ponto
x2 <- readline("Coordenada x do segundo ponto: ")
y2 <- readline("Coordenada y do segundo ponto: ")
x2 <- as.numeric(x2)
y2 <- as.numeric(y2)

# agora vamos calcular o coeficiente angular
m <- (y2 - y1) / (x2 - x1)

# mostramos o resultado
paste("O coeficiente angular é:", m)

Ao executar este código em linguagem R nós teremos o seguinte resultado:

[1] "O coeficiente angular é: 0.666666666666667"

Veja agora como podemos calcular o coeficiente angular da reta que passa pelos dois pontos usando o Teorema de Pitágoras. Note que agora nós estamos tirando proveito da tangente do ângulo Theta (__$\theta__$), também chamado de ângulo Alfa ou Alpha (__$\alpha__$):

# x e y do primeiro ponto
x1 <- readline("Coordenada x do primeiro ponto: ")
y1 <- readline("Coordenada y do primeiro ponto: ")
x1 <- as.numeric(x1)
y1 <- as.numeric(y1)

# x e y do segundo ponto
x2 <- readline("Coordenada x do segundo ponto: ")
y2 <- readline("Coordenada y do segundo ponto: ")
x2 <- as.numeric(x2)
y2 <- as.numeric(y2)

# vamos obter o comprimento do cateto oposto
cateto_oposto <- y2 - y1
# e agora o cateto adjascente
cateto_adjascente <- x2 - x1
# vamos obter o ângulo tetha, ou seja, a inclinação da hipetunesa
# (em radianos, não se esqueça)
tetha <- atan2(cateto_oposto, cateto_adjascente)
# e finalmente usamos a tangente desse ângulo para calcular
# o coeficiente angular
tangente <- tan(tetha)

# mostramos o resultado
paste("O coeficiente angular é:", tangente)

Ao executar este código você verá que o resultado é o mesmo. No entanto, fique atento às propriedades do coeficiente angular da reta:

1) O coeficiente angular é positivo quando a reta for crescente, ou seja, m > 0;

2) O coeficiente angular é negativo quando a reta for decrescente, ou seja, m < 0;

3) Se a reta estiver na horizontal, ou seja, paralela ao eixo x, seu coeficiente angular é zero (0).

4) Se a reta estiver na vertical, ou seja, paralela ao eixo y, o coeficiente angular não existe.


C ::: C para Engenharia ::: Física - Mecânica

Como usar a Equação de Torricelli para calcular a velocidade da queda livre dada a altura (e a aceleração da gravidade) usando a linguagem C

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A Equação de Torricelli pode ser usada quando temos a altura na qual um corpo (objeto) foi abandonado e gostaríamos de calcular sua velocidade de queda livre em m/s ou km/h imediatamente antes de tal corpo tocar o chão.

Para isso usaremos a seguinte fórmula:

\[ v^2 = \text{2} \cdot \text{g} \cdot \text{H} \]

Onde:

g ? aceleração da gravidade (m/s2)

H ? altura em metros na qual o corpo é abandonado.

Vamos ver um exemplo? Veja o seguinte enunciado:

1) Uma bola de basquete é abandonada a uma altura de 5 metros em relação ao chão. Se essa bola estiver movendo-se em queda livre, qual será a velocidade da bola, em km/h, imediatamente antes de tocar o chão?

Note que o exercício pede a velocidade em km/h, e não m/s. Assim, veja o código C completo para o cálculo:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h> 
     
int main(int argc, char *argv[]){
  // gravidade terrestre em m/s2
  float gravidade = 9.80665;
  // altura da queda (em metros)
  int altura = 5; // em metros
  // velocidade da queda em metros por segundo
  float velocidade_m_s = sqrt(2 * gravidade * altura);
  // velocidade da queda em km/h
  float velocidade_km_h = velocidade_m_s * 3.6;
  
  // mostramos o resultado
  printf("A velocidade da queda livre em m/s é: %fm/s",
    velocidade_m_s);
  printf("\nA velocidade da queda livre em km/h é: %fkm/h",
    velocidade_km_h);
	  
  printf("\n\n");
  system("PAUSE");
  return 0;
}

Ao executar este código C nós teremos o seguinte resultado:

A velocidade da queda livre em m/s é: 9.902853m/s
A velocidade da queda livre em km/h é: 35.650272km/h

Note que definimos, no código, a aceleração da gravidade terreste como 9.80665m/s2.


Delphi ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como converter todo o conteúdo de uma string para letras maiúsculas em Delphi usando a função AnsiUpperCase()

Quantidade de visualizações: 17495 vezes
Algumas vezes precisamos converter todo o conteúdo de uma string para letras maiúsculas. Em Delphi isso pode ser feito com o auxílio da função AnsiUpperCase(). Esta função recebe uma string e retorna outra string com todos os caracteres maiúsculos. Veja o exemplo:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  nome: string;
begin
  nome := 'Osmar';

  // vamos converter a string para letras maiúsculas
  nome := AnsiUpperCase(nome);

  // exibe o resultado
  ShowMessage(nome);
end;

Note que esta função suporta caracteres de mais de um byte e com acentuações.

Para questões de compatibilidade, esta dica foi escrita usando Delphi 2009.


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

Como converter radianos em graus na linguagem C

Quantidade de visualizações: 6021 vezes
Todos os métodos e funções trigonométricas em C recebem seus argumentos em radianos, em vez de graus. Um exemplo disso é a função sin() do header math.h. Esta função recebe o ângulo em radianos e retorna o seu seno.

No entanto, há momentos nos quais precisamos retornar alguns valores como graus. Para isso é importante sabermos fazer a conversão de radianos para graus. Veja a fórmula abaixo:

\[Graus = Radianos \times \frac{180}{\pi}\]

Agora veja como esta fórmula pode ser escrita em código C:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
// vamos definir o valor de PI
#define PI 3.14159265358979323846
 
int main(int argc, char *argv[]){
  // valor em radianos
  double radianos = 1.5;
  // obtém o valor em graus
  double graus = radianos * (180 / PI);
  // mostra o resultado
  printf("%f radianos convertidos para graus é %f\n\n",
    radianos, graus);
  
  system("PAUSE");  
  return 0;
}

Ao executarmos este código C nós teremos o seguinte resultado:

1.500000 radianos convertidos para graus é 85.943669

Para fins de memorização, 1 radiano equivale a 57,2957795 graus.


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