¿Cómo Diseñar Un Programa Que Permita Graficar Un Trapecio a Través De Una Función ?: 8 Steps

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este programa es una tarea que me dejaron en mi clase final de Tecnología, en el grado 11. El propósito era lograr crear, por medio del uso de Python y sus librerías, un programa que me permitiera traficar un trapecio a partir de una función y unos puntos de la misma, que serán todos dados por el usuario. Para esto, se usó Python 2.7.11. A continuación se explicará paso a paso el proceso que se siguió, al final dando el producto final (el código) con el propósito que se entienda lo hecho.

Paso 1: Comprensión y Planteamientos

Bueno, lo primero que se hizo fue comprender qué era lo que se quería hacer, y el procedimiento que se tenía que seguir para lograrlo. Pues bien, para comenzar, hay que aclarar el objetivo que se propuso. En palabras simples, la meta era, como ya se ha dicho, crear un programa que, a partir de una función dada por el usuario y unos puntos de esta misma, se lograra graficar un trapecio, dar su área, y mostrar la misma función. Para esto, se comenzará recogiendo conocimientos previos– lugar en el cual se organizarán los pasos a seguir–, y luego se creará el programa.

Paso 2: Conocimientos Previos

En este punto, se quiere obtener todo lo que se necesitará para ejecutar el programa, con el propósito de que, más adelante, solo se acople todo con facilidad.

1. Librerías y programas necesarios

• Claramente, se debe tener Python (para descargarlo haga clic aquí)
• Luego de haber descargado Python, se deben tener las bibliotecas necesarias para usar el programa. Estas serán numpy y mathplotlib. La forma de descargar estos dos puede ser vista, respectivamente, dando click aquí o aquí.

** CONSEJO: Si necesita cualquier asesoría, buscar en google en youtube, ahí hay muchas opciones e instrucciones. Sin embargo, siempre recuerden descargar de fuentes oficiales, para evitar algún virus. **

2. Organización: ¿Qué datos y comandos necesito?

• PRESENTACIÓN. Antes que nada, hay que lograr que el usuario comprenda la utilidad del programa, y hay que presentárselo. Para esto se necesita un comando básico que muestre mensajes a la pantalla, llamado print.

• RECOLECCIÓN DE DATOS. Para cumplir el propósito planteado, el usuario me tiene que dar una función y también dos datos x para ubicar dos vértices del trapecio dentro de la función. Los otros dos están simplemente las bases, que estarán ubicadas en y = 0.

  Para lograr esto, necesito saber cómo hacer que el usuario ingrese datos, cómo evaluar una función, y cómo crear ubicaciones dentro de un plano cartesiano

• ZONA DEL TRAPECIO. Además, ya teniendo lo básico claro, hay que saber cómo encontrar el área del trapecio. Para esto, se debe conocer la fórmula para encontrar dicha área, y se debe poder usar un comando para mostrársela al usuario.

• GRAFICACIÓN

  • GRAFICACIÓN DEL TRAPECIO. Acá se debe encontrar cómo puedo traficar una figura usando las librerías que tengo y la información dada.
  • GRAFICACIÓN DE LA FUNCIÓN. Finalmente, se debe comprender cómo se logra mostrar toda la función dentro de la gráfica del trapecio.

Ya teniendo esto claro, se sigue a la ejecución de estos datos y la creación del código.

Paso 3: Presentación Del Programa Al Usuario Y Datos Básicos

Como ya se dijo, este paso es muy simple, ya que consiste en básicamente presentar el programa al usuario. Sin embargo, aunque sea simple, es muy relevante. El objetivo de estos programas es que sean útiles para alguien, y gracias a esto, lo son. Por esta razón, en mi caso, con el uso de print, yo simplemente introduje la utilidad del programa. No hay que ser especialmente queridos ni nada, lo más relevante es que el usuario entienda de qué le servirá el programa. También, antes que nada, hay que introducir las librerías como se muestra en la imagen.

SUGERENCIA: Se recomienda usar comentarios (con numerales ##) para organizar el programa y entender cada paso.

NO SE DEBEN USAR TILDES, YA QUE SI SE HACE SE CERRARÁ PYTHON

Paso 4: Recolección De Datos

Ahora, ya habiendo presentado el programa, es hora de construir los datos principales. Los datos se van a almacenar en cajas o en variables. Sin embargo, como estos dependen del usuario, hay que preguntarlos y, luego de preguntarlos, se pueden conseguir otros. En la imagen se puede ver el procedimiento que se hizo para conseguir los datos, con el código, y el resultado que debería salir en la pantalla por el momento.

Paso 5: Área del Trapecio

Este paso es, realmente, uno de los más simples. Con la fórmula de área para un trapecio, se ingresan las variables necesarias, se calcula, y se presenta al usuario con print. Como se puede ver, fue necesario encontrar las bases, para lo cual se usó la fórmula de distancia entre dos puntos. En las imágenes se puede ver el código y el resultado.

Paso 6: Graficación Trapecio

Ya teniendo todos los datos, lo único que falta es graficar tanto el trapecio como la función. En mi opinión, graficar el trapecio fue mucho más simple, razón por la cual lo explicaré primero.

Como se sabe, con los datos recogidos ya tengo los cuatro puntos del trapecio. Ahora, me toca encontrar una forma de crear una figura y llenarla. Para esto, se crearon listas con los datos seleccionados de x y y– llamadas xe y ye– con el propósito de generar los puntos. Luego, se puso plt.plot (xe, ye), lo cual me da los puntos pedidos. Finalmente, se pidió que se llenara el espacio dentro de estos puntos, como se puede ver en las fotos. En las imágenes, de hecho, se mostrar tanto el código como el resultado final.

Paso 7: Gráfica Función

Ahora, sigue la parte que, a mi, más se me dificulto: graficar la función. Para esto, usé el comando for i in range, y por ende tuve que delimitar el dominio de la función. Decidí que el dominio la función va a empezar en el menor punto del trapecio, y que el usuario tendrá la libertad de determinar dónde termina la función. para esto, me tocó hacer algunos cambios en la recolección de datos con el usuario, los cuales se pueden ver en las imágenes. Luego, ya teniendo esto, se crearon las listas xi y yi (previas a la función for, porque o sino no sirve) para que acá se añadan elementos a la lista. Finalmente, se usó for, y se usó append para agregar tanto los datos de i (que son los datos de xi) como los datos de f (x) (que son los de y). Luego, se puso un título a la gráfica, se nombraron los ejes y se usó plt.plot para traficar todo. En las fotos se mostrarán algunos cambios, el código final y el resultado.

Paso 8: Codigo Final

Finalmente, el programa quedó de la siguiente forma:

#Trapecio por medio de funcion # por gabriela zarama

#OBJETIVO graficar un trapecio rectangulo a traves de dos puntos dados, obtenido por una funcion escogida por le usuario

#librerias

importar numpy como np importar matplotlib.pyplot como plt

#Introduccion

print ("Buenos dias. Este programa tiene como proposito graficar un trapecio y encontrar su area a traves de dos puntos que usted me de, de una funcion que usted quiera.")

#funcion

y = str (input ("A continuacion porfavor ingrese la funcion. Recuerde ingresarla con comillas.f (x) =")) xuno = int (input ("Ingrese el valor de x para el primer punto, que sera el menor y el punto en el cual comenzara la funcion: "))

def f (x):

return round (eval (y), 2)

yuno = f (xuno)

print ("Por consecuencia, y seria", yuno)

xdos = int (input ("Ingrese el valor de x para el segundo punto:"))

def f (x):

return round (eval (y), 2)

ydos = f (xdos)

print ("Por consecuencia, y seria", ydos)

r = int (input ("Hasta donde quiere que vaya la funcion? Ingrese un numero entero:"))

#Zona

base1 = np.sqrt (((xdos-xuno) ** 2)) base2 = np.sqrt ((ydos-yuno) ** 2) area = yuno * ((base1 + base2) / 2) print ("El area es de ", área)

### Para graficar la funcion

yi = xi =

para i en rango (xuno, r):

xi.append (i)

yi.append (f (i))

## graficar

#hacer lista de cada coordenada

xe = [xuno, xuno, xdos, xdos, xuno]

ye = [0, yuno, ydos, 0, 0]

#puntos plt.plot (xe, ye)

plt.plot (xi, yi)

#relleno

plt.fill_between (xe, ye)

#proyeccion y nombre

plt.title ("Trapecio y función")

plt.xlabel ("x")

plt.ylabel ("y")

plt.show ()