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GNU Octave ::: Dicas & Truques ::: Geometria, Trigonometria e Figuras Geométricas

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

Quantidade de visualizações: 1720 vezes
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 GNU Octave (script GNU Octave) 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 = input("Coordenada x do primeiro ponto: ")
y1 = input("Coordenada y do primeiro ponto: ")

# x e y do segundo ponto
x2 = input("Coordenada x do segundo ponto: ")
y2 = input("Coordenada y do segundo ponto: ")

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

# mostramos o resultado
fprintf("O coeficiente angular é: %f\n\n", m)

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

Coordenada x do primeiro ponto: 3
x1 = 3
Coordenada y do primeiro ponto: 6
y1 = 6
Coordenada x do segundo ponto: 9
x2 = 9
Coordenada y do segundo ponto: 10
y2 = 10
m = 0.6667
O coeficiente angular é: 0.666667

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 = input("Coordenada x do primeiro ponto: ")
y1 = input("Coordenada y do primeiro ponto: ")

# x e y do segundo ponto
x2 = input("Coordenada x do segundo ponto: ")
y2 = input("Coordenada y do segundo ponto: ")

# 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
fprintf("O coeficiente angular é: %f\n\n", 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.


Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Ordenação e Pesquisa (Busca)

Exercícios Resolvidos de Java - Como usar a Ordenação da Bolha em Java para ordenar os valores de um vetor em ordem crescente ou decrescente

Quantidade de visualizações: 4011 vezes
Pergunta/Tarefa:

A Ordenação da Bolha, ou ordenação por flutuação (literalmente "por bolha"), também chamada de Bubble Sort, é um algoritmo de ordenação dos mais simples. A ideia é percorrer o array diversas vezes, a cada passagem fazendo flutuar para o topo o maior elemento da sequência. Essa movimentação lembra a forma como as bolhas em um tanque de água procuram seu próprio nível, e disso vem o nome do algoritmo.

No melhor caso, o algoritmo executa n operações relevantes, onde n representa o número de elementos do vetor. No pior caso, são feitas n2 operações. A complexidade desse algoritmo é de ordem quadrática. Por isso, ele não é recomendado para programas que precisem de velocidade e operem com quantidade elevada de dados.

Escreva um programa Java que declara, constrói um vetor de 10 inteiros e peça para o usuário informar os valores de seus elementos. Em seguida use a ordenação da bolha para ordenar os elementos em ordem crescente.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe o valor para o índice 0: 84
Informe o valor para o índice 1: 23
Informe o valor para o índice 2: 9
Informe o valor para o índice 3: 5
Informe o valor para o índice 4: 11
Informe o valor para o índice 5: 3
Informe o valor para o índice 6: 50
Informe o valor para o índice 7: 7
Informe o valor para o índice 8: 2
Informe o valor para o índice 9: 73

O array informado foi:

84   23   9   5   11   3   50   7   2   73   

O array ordenado é:

2   3   5   7   9   11   23   50   73   84
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java:

package estudos;

import java.util.Scanner;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos declarar e construir um vetor de 10 elementos
    int valores[] = new int[10];
    
    // para ler a entrada do usuário
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
    
    // vamos pedir que o usuário informe os valores
    for(int i = 0; i < valores.length; i++){
      System.out.print("Informe o valor para o índice " + i + ": ");
      valores[i] = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    }
    
    // vamos mostrar o vetor informado
    System.out.println("\nO array informado foi:\n");
    for(int i = 0; i < valores.length; i++){
      System.out.print(valores[i] + "   ");
    }
    
    // vamos ordenar os elementos do vetor usando a ordenação da bolha
    // laço externo de trás para frente
    for(int i = valores.length - 1; i > 1; i--){
      for(int j = 0; j < i; j++){ // laço interno vai no fluxo normal
        if(valores[j] > valores[j + 1]){ // temos que trocá-los de lugar 
          int temp = valores[j];
          valores[j] = valores[j + 1];
          valores[j + 1] = temp;
        }
      }
    }
    
    // vamos exibir o vetor já ordenado
    System.out.println("\n\nO array ordenado é:\n");
    for(int i = 0; i < valores.length; i++){
      System.out.print(valores[i] + "   ");
    }
    
    System.out.println("\n");
  }
}



Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Fenômenos dos Transportes, Hidráulica e Drenagem

Exercício Resolvido de Python - Como calcular Vazão Volumétrica, Vazão Mássica e Vazão em Peso usando Python - Python para Fenômenos dos Transportes e Hidráulica

Quantidade de visualizações: 464 vezes
Pergunta/Tarefa:

Uma torneira enche de água um tanque em 2 horas e 20 segundos. Determine a vazão em volume, em massa e em peso em unidades do SI. Considere que a densidade da água é igual a 1000 kg/m3 e g = 9,8 m/s2. Considere também que a capacidade do tanque é de 10 mil litros.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe a quantidade de horas: 2
Informe a quantidade de segundos: 20
Informe a capacidade do tanque (litros): 10000
Informe a densidade da água (kg/m3): 1000
Informe a força da gravidade (m/s2): 9.8

Total de segundos: 7220
Capacidade do tanque: 10.0 m3
Vazão Volumétrica: 0.0013850415512465374 m3/s
Vazão Mássica: 1.3850415512465375 kg/s
Vazão em Peso: 13.57340720221607 N/s
Resposta/Solução:

Para obter a Vazão Volumétrica, que representa a quantidade de volume que atravessa uma região em um determinado intervalo de tempo, nós vamos usar a seguinte fórmula:

\[Q_v = \frac{V}{T} \] Onde:

Qv = vazão volumétrica em metros cúbicos por segundo (m3/s);

V = o volume do fluido em metros cúbicos (m3);

T = o tempo em segundos (s).

Para obter a Vazão Mássica, que representa a quantidade de massa que atravessa uma região em um determinado intervalo de tempo, nós vamos usar a seguinte fórmula:

\[Q_m = \frac{M}{T} \] Onde:

Qm = vazão mássica em quilos por segundo (kg/s);

M = a massa do fluido em quilos (kg);

T = o tempo em segundos (s).

Para a Vazão em Peso nós só precisamos multiplicar a Vazão Mássica pelo peso da gravidade, ou seja, 9.8. Dessa forma, a Vazão em Peso é dada em N/s.

Obs.: No código eu mostro como converter horas em segundos e litros em m3.

Veja a resolução completa para o exercício em Python, comentada linha a linha:

# método principal
def main():
  # vamos ler a quantidade de horas e segundos
  hora = int(input("Informe a quantidade de horas: "))
  segundos = int(input("Informe a quantidade de segundos: "))

  # agora vamos ler a capacidade do tanque em litros
  capacidade_tanque = int(input("Informe a capacidade do tanque (litros): "))

  # vamos ler a densidade da água
  densidade_agua = float(input("Informe a densidade da água (kg/m3): "))

  # vamos ler a força da gravidade
  gravidade = float(input("Informe a força da gravidade (m/s2): "))

  # vamos calcular o total de segundos
  segundos_hora = 3600
  total_segundos = (2 * segundos_hora) + segundos

  # vamos converter a capacidade do tanque de litros para m3
  volume = capacidade_tanque / 1000.0

  # vamos calcular a vazão volumétrica
  vazao_volumetrica = volume / total_segundos 

  # vamos calcular a vazão mássica
  vazao_massica = vazao_volumetrica * densidade_agua

    # vamos calcular a vazão em peso
  vazao_peso = vazao_massica * gravidade

  # e mostramos o resultado
  print("\nTotal de segundos: {0}".format(total_segundos))
  print("Capacidade do tanque: {0} m3".format(volume))  
  print("Vazão Volumétrica: {0} m3/s".format(vazao_volumetrica))
  print("Vazão Mássica: {0} kg/s".format(vazao_massica))
  print("Vazão em Peso: {0} N/s".format(vazao_peso))

if __name__== "__main__":
  main()



Java ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como remover todos os espaços de uma string usando o método replace() da classe String da linguagem Java

Quantidade de visualizações: 3 vezes
Nesta dica mostrarei como usar o método replace() da classe String do Java para remover todos os espaços de uma frase ou texto, tanto no início, fim e no meio. Note que esta dica remove TODOS os espaços, não somente os espaço excessivos. Para isso veja outras dicas dessa seção.

Veja o código Java completo para o exemplo:

 
package arquivodecodigos;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    String frase = "Programar em Java é muito bom";
    System.out.println("Com espaços: " + frase);
    
    frase = frase.replace(" ", "");   
    System.out.println("Sem espaços: " + frase);
     
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

Com espaços: Programar em Java é muito bom
Sem espaços: ProgramaremJavaémuitobom


PHP ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

PHP para matemática - Como arredondar valores fracionários usando a função round() do PHP

Quantidade de visualizações: 9123 vezes
A função round() do PHP pode ser usada quando queremos arredondar valores fracionários para o inteiro mais próximo. Se a parte fracionária for menor que 0.5, o resultado será o menor número inteiro mais próximo do valor sendo arredondado. Se a parte fracionária for igual ou maior que 0.5, então o resultado será o maior número inteiro mais próximo do valor sendo arredondado.

Desta forma, se aplicarmos esta função ao valor 6.4, o resultado será 6. Veja:

<?
  // valor a ser arredondado
  $valor = 6.4;
  
  // vamos arredondar usando a função round()
  $valor2 = round($valor);

  // vamos exibir o resultado
  echo "O valor " . $valor . " arredondado usando " .
    " round() resulta em: " . $valor2;
?>

Ao executarmos este código teremos o seguinte resultado:

O valor 6.4 arredondado usando round() resulta em: 6.

Veja agora o resultado de se aplicar a função round() ao valor 7.5:

<?
  // valor a ser arredondado
  $valor = 7.5;
  
  // vamos arredondar usando a função round()
  $valor2 = round($valor);

  // vamos exibir o resultado
  echo "O valor " . $valor . " arredondado usando " .
    " round() resulta em: " . $valor2;
?>

Agora o resultado será:

O valor 7.5 arredondado usando round() resulta em: 8.


Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de PHP

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