Лобораторні роботи до курсу "Python для фізиків. Вступ"

1. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 1.
Вступ. Змінні. Операції. Типи даних.
1. Запустіть Python в інтерактивному режимі. Обчисліть вирази:
o 1234·4321
o
3
1
2
1

o 0,5 +
2
1
o
5,05
3
:
12
5
4
3
1
2
1
7








o
)1(
2
i
o 21000
o
3
2
2
o )1(72 i
2. Покажіть роботу викладачу.
3. Запустіть оболонку IDLE. Створіть файл і збережіть його у свою папку
під іменем helloworld.py.
4. Напишіть програму, яка виводить текст Hello, World!
5. В цій самій програмі створіть змінну course і надайте їй значення
Python.
6. Створіть змінну з ім’ям x і надайте їй значення 50.
7. Виведіть суму 5 + 10, використовуючи дві змінні: x та y.
8. Створіть змінну з ім’ям z, надайте їй значення x + y та виведіть
результат.
9. Приберіть недопустимі символи в імені змінної: 2my-first_name =
"John".
10.Одним рядком створіть змінні x, y, z і їм усім надайте значення
деруни.
11.Покличте викладача для перевірки.

2. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 2.
Типи даних. Функції.
1. Напишіть у зошиті, який тип даних видасть Python таким кодом:
x = 5
print(type(x))
2. Те саме питання, якщо а) x = "5", б) x = 20.5, в) x = True?
3. Запустіть оболонку IDLE. Створіть файл і збережіть його у свою папку
під іменем numbers.py.
4. Створіть змінну x і надайте їй значення 8. Перетворіть тип змінної у
дійсний.
5. Створіть змінну y = 8.7 і перетворіть її тип у цілий.
6. Перетворіть x у комплексне число.
7. Створіть змінну txt = "Hello World" і виведіть довжину рядка.
8. Виведіть перший символ змінної txt.
9. У змінну txt2 передайте символи з 2-го по п’ятий (не включаючи 5-й).
10.У змінній txt3 = " Hello World " приберіть зайві пробіли.
11.Переведіть txt3 у верхній регістр, а txt – в нижній.
12.Замініть у txt букви H на J.
13.Створіть змінні n = 5, score = 87 і txt4 = "Я здав ??? екзаменів і отримав
середній бал ???". Замість ??? вставте належні символи форматування,
щоб виводився текст "Я здав 5 екзаменів і отримав середній бал 87".
14.Напишіть функцію hoursToMinutes, яка переводить години в
хвилини.
15.Напишіть функцію addition, яка отримує два аргументи і повертає їх
суму.
16.Напишіть функцію rect, яка буде отримувати два аргументи – ширину і
висоту прямокутника – і виводити його периметр, площу і довжину
діагоналі.
17.Напишіть функцію minutesToHours, яка отримує хвилини і повертає
час у форматі «гг:хх». Наприклад: minutesToHours(133)  2:13.
18.Напишіть програму, яка генерує випадкове тризначне число і обчислює
суму його цифр.
19.Покличте викладача для перевірки.

3. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 3.
Функції.
1. Напишіть функцію, яка отримує два аргументи – години і хвилини – і
повертає відповідне значення секунд.
2. Напишіть функцію animals(chickens, cows, pigs), яка отримує
три аргументи – число курей, корів і свиней на фермі і повертає сумарне
число лап у тварин.
3. Напишіть функцію difference(lst), яка отримує в якості аргументу
масив і повертає різницю значень його останнього і першого елементів.
4. Напишіть функцію get_sum_of_elements(lst), яка отримує в
якості аргументу масив і повертає суму значень усіх його елементів.
5. Напишіть функцію swap_elements(lst), яка отримує в якості
аргументу масив і переставляє у ньому перший і останній елементи.
Перевірте рядочком коду print(swap_elements([-1,1,3])).
6. Напишіть функцію name(txt), яка отримує аргументом ім’я, по
батькові і прізвище, а повертає ім’я і прізвище. Приклад роботи: команда
print(name("Тарас Григорович Шевченко")) повинна
видавати "Тарас Шевченко". Підказка: текстову змінну txt можна
перетворити на список слів методом split(): txt.split(" ").
7. Покличте викладача для перевірки.

4. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 4.
Списки.
1. Створіть файл lists.
2. Створіть список authors з такими елементами: "Іван
Котляревський", "Григорій Сковорода", "Адам
Міцкевич" ,"Тарас Шевченко", "Іван Франко", "Джордж
Байрон", "Остап Вишня".
3. Виведіть число елементів списку функцією len.
4. Напишіть код, який змінній k надає значення індексу елемента зі
значенням "Джордж Байрон".
5. Змініть у списку authors значення елементу з індексом k на
"Михайло Коцюбинський".
6. Додайте в кінець списку елемент "Сергій Жадан".
7. Вставте передостаннім елементом "Юрій Андрухович".
8. Видаліть елемент "Адам Міцкевич".
9. Створіть два порожні списки names і surnames.
10.Напишіть код, який у список names помістить імена письменників, а у
surnames – прізвища.
11.Виведіть списки names і surnames.
12.Виведіть список surnames, відсортований проти алфавітного порядку.
13.Створіть змінну n. Надайте їй значення, яке дорівнює кількості Іванів
серед письменників. Виведіть це значення за зразком:
"Кількість Іванів - ???".
14.Покажіть роботу викладачу.

5. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 5.
input. if.
1. Створіть файл square_equation.
2. Напишіть програму для знаходження коренів квадратного рівняння.
Значення коефіцієнтів a, b, c користувач повинен вводити з клавіатури.
Приклад виконання коду програми:
3. Збережіть копію файлу під іменем square_equation2. Внесіть у код
такі зміни, щоб у випадку від’ємного дискримінанту видавалось
повідомлення «Рівняння має комплексні корені.» і корені не
обчислювались, а у випадку нульового дискримінанту, видавалось
повідомлення «Рівняння має один корінь: » і значення цього кореня.
Якщо дискримінант додатній, мають виводитись обидва корені.
4. Напишіть програму leap_year, яка просить користувача ввести рік
(ціле число) і перевіряє, чи є цей рік високосним. Правило перевірки
таке: рік є високосним, якщо він кратний до 4, але не кратний до 100, або
ж кратний до 400. Наприклад, високосними є роки 2016, 2020, 2024, …,
2000, 2400…, а не високосними: 2019, 2021, 2022, …,1800, 1900, 2100…
5. Надайте файли для перевірки викладачем.

6. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 6.
Цикли
1. У файлі task6_1 напишіть програму, яка генерує список A зі ста
випадкових цілих чисел від нуля до 50 включно. Далі програма повинна
вилучити з A усі одноцифрові числа.
2. У файлі task6_2 напишіть програму, яка генерує список B зі ста
випадкових цілих двоцифрових чисел. Далі програма повинна розділяти
список B на два інших списки – B1 і B2, B1 повинен містити всі непарні
числа з B, а B2 – усі парні.
3. Для двох списків, наприклад, C = [1, 1, 2, 4, 7, 8, 12, 22,
34, 45, 67] і D = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,
12, 13] напишіть програму task6_3, яка повертає список, що містить
тільки ті числа, які є спільними для обох списків (без повторень).
Протестуйте для списків різної довжини.
4. Надайте файли для перевірки викладачем.

7. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 7.
Списки, цикли, кортежі…
1. У файлі task7_1 напишіть функцію transformlist, яка може мати
довільне число аргументів і перетворює їх за таким зразком:
transformlist("Іван","Марічка")  Іван і Марічка
transformlist("дід","баба","курочка ряба")  дід,
баба і курочка ряба
Перевірте дію функції таким рядком коду:
print ("На обід " + transformlist("Карпо","Мотря") +
" з'їли " + transformlist("борщ","пироги","шмат
сала", "компот") + ".")
Підказка: можна використати наступне:
Якщо наперед не відомо, скільки аргументів буде передано функції,
перед іменем параметра у визначенні функції додається *.
Таким чином функція кортеж з аргументів і може відповідним чином
отримати доступ до його елементів.
2. У файлі task7_2 напишіть функцію conc, яка може мати довільне
число аргументів, причому аргументами є списки з довільним числом
елементів; функція повинна повертати список, який об’єднує усі ці
списки.
Приклади:
conc([1, 2, 3], [4, 5], [6])  [1, 2, 3, 4, 5, 6],
conc([1], [2], [3], [4], [5])  [1, 2, 3, 4, 5],
conc([1, 2, 3, 4, 5])  [1, 2, 3, 4, 5].
3. Надайте файли для перевірки викладачем.

8. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 8.
Робота з файлами
1. Завантажте і збережіть у свою робочу папку файл abc.txt, що
знаходиться за адресою https://bit.ly/2KqUqUZ У цьому файлі
міститься віршована абетка, кожен віршик присвяченій одній з літер
абетки.
2. У файлі task8.py напишіть програму, яка просить у користувача
ввести якусь літеру, а потім з файлу abc.txt виділяє стовпчик, що
починається на цю літеру, і текст з цього стовпчика записує у файл
column.txt (в режимі "a" - дописування).
Підказка: Символ кінця рядка: n
3. Потурбуйтесь про те, щоб користувач міг вводити літеру у верхньому чи
нижньому регістрі.
4. Програма повинна працювати незалежно від того, чи усі віршики мають
однакове число рядків. Головна умова для пошуку віршика – буква, на
яку він починається.
5. Надайте файл для перевірки викладачем.
Додаткове завдання
6. Передбачте перевірку введення користувачем «правильної» літери, тобто
літери з набору перших літер віршиків:
"АБВГДЕЄЖЗІЇЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЮЯ".
Якщо вводиться інший символ, програма повинна попросити повторити
введення.

9. Інформаційні технології та системи. Python
Лабораторна робота № 9.
Розв’язування нелінійного рівняння
1. Ознайомтесь з методом бісекції для розв’язування нелінійних рівнянь. Це
можна зробити, наприклад, тут:
uk.wikipedia.org/wiki/Метод_бісекції
2. Напишіть програму task9_1.py для розв’язку методом бісекції
рівняння зі списку у кінці сторінки. Номер рівняння відповідає Вашому
номеру у списку: https://bit.ly/2zyxuRn. Точність eps повинна
вводитись користувачем.
3. Ознайомтесь з методом Ньютона для розв’язування нелінійних рівнянь.
Це можна зробити, наприклад, тут:
uk.wikipedia.org/wiki/Метод_Ньютона
4. Напишіть програму task9_2.py для розв’язку методом Ньютона
рівняння зі списку у кінці сторінки. Номер рівняння відповідає номеру,
наступному після Вашого, у списку: https://bit.ly/2zyxuRn.
Якщо Ви останній у списку, розв’язуйте перше рівняння. Точність eps
повинна вводитись користувачем.
5. Надайте файли для перевірки викладачем.
Додаткове завдання
6. Самостійно ознайомтесь з методом січних для розв’язування нелінійних
рівнянь. Розв’яжіть цим методом наступне рівняння зі списку.
Знайти дійсні корені рівняння:
1. x3
+x–1=0;
2. x4
+x3
–6x2
+20x–16=0;
3. x4
+10x3
–1=0;
4. x3
+sinx–12x+1=0;
5. x5
–x–0,2=0;
6. x–tgx=0; 0<x<π/2;
7. x5
+11x4
+101x2
+11x+10=0

10. Метод Ньютона.
1. Ввести початкове (затравочне) x0.
2. Ввести точність ε.
3. Якщо F(x0)=0 – нам неймовірно пощастило, бо ми знайшли голку в копиці сіна; x0 – корінь
рівняння.
4. Порахувати x1 за формулою
 
 0
0
01
' xF
xF
xx  .
5. Поки |x1 – x0| > ε:
x0 = x1
 
 0
0
01
' xF
xF
xx 
6. Шуканий корінь – x1.