Área Bajo La Curva: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

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Es necesario hallar el área bajo la curva de una función presión contra volumen para poder hallar el trabajo (W) que de esta, teniendo en cuenta los principios de la física. Για πρώτη φορά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πρόγραμμα για την Python que lea los valores de una tabla, los grafique como cualquier otro graficador y encuentre el área bajo esta curva. Como sabemos, la fórmula para encontrar esta área se puede hacer mediante la suma del área de múltiples trapecios que se pueden formar desde y = 0 hasta la la linea que se grafica. Esto se puede realizar en python y a esto nos dedicaremos en este espacio. En este, utilizaremos una lista de datos de presión contra volumen en litros, se graficará y se encontrara el área de este según los trapecios.

Βήμα 1: Προετοιμάστε το Y Descarga Librerías

Antes que nada, obviamente, hay descargar el programa. Esto se puede hacer en el siguiente link: https://www.python.org/. También hay que tener en cuenta que se debe descargar python 2.7.9. Ahora, es muy importante descargar las librerías en el computador para que funcione todo lo que vamos a hacer, dado que al descargar python, este únicamente trae las funciones básicas, por lo que necesitamos descargarlas primero. Específicamente para este programa, necesitamos matplotlib, para elaborar gráficos, y numpy, para realizar funciones matemáticas de alto nivel.

Παρακάτω, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το λειτουργικό σύστημα iOS, να χρησιμοποιήσετε το τερματικό, να το κάνετε στο προσκήνιο (εντολή+διάστημα) και να γράψετε "pip install pylab", enter, y luego "pip install matplotlib". Por el otro lado, en un sistema operativo de windows, se busca la carpeta de python y se abre el programa "pip", por donde se instalan las librerías. Ahora, se abre el código del sistema, tecleando en el buscador cmd. Una vez abierto el programa, se teclea pip, donde aparecerán todas las funciones que tiene el programa. Όλες οι δυνατότητες είναι να καταχωρίσετε "pip install pylab", enter, y luego "pip install matplotlib".

Βήμα 2: Εισαγωγή Librerías

Primero que todo, hay que tener en cuenta que para poder realizar todo el proyecto y el código, είναι απαραίτητο να εισαγάγει το πρωτάθλημα, καθώς και να κυκλοφορήσει ελεύθερα το vamos και να χρησιμοποιήσει μια μεγάλη προτεραιότητα.

Εκ των πραγμάτων, αρχικά εισαγωγικά matplotlib.pyplot, numpy y matplotlib.pyplot con el fin de poder realizar las figuras, las gráficas y el cálculo del área.

Βήμα 3: Εισαγωγή Los Datos

Teniendo en cuenta que antes de encontrar el área necesitamos tener una gráfica, useisaremos unos datos encontrados en el internet sobre una función presión/volumen. Estos tienen que estar en formato.txt y los importamos al archivo con una de las funciones de la librería de numpy, loadtext, poniendo el nombre del archivo entre paréntesis y entre comillas.

Hay que recordar que siempre que se use esta función hay que poner antes "np." que hace referencia a la librería de la cual sacamos la función.

Βήμα 4: Graficar La Función

Como dicho anteriormente, antes de hallar el área bajo la curva, es necesario tener la función primero. Como podemos ver en la anterior foto del código, podemos ver que entre paréntesis están, primero, el intervalo de datos con dos puntos (:) intermedios y la columna a la que nos estamos refiriendo, siendo 0 la primera. Sin embargo, como en este caso la queremos graficar todos los datos, lo que hacemos es poner solamente los dos puntos (:) y cada columna le asignamos un valor.

Ahora, simplemente nos falta graficar. Con los datos ya ingresados, utilizamos la función de matplotlib.pyplot que funciona para realizar gráficas, "plot". Εν τω μεταξύ, εντελώς παρεντεσέ, ποιος είναι αυτός που έχει ως αποτέλεσμα τη γραφική παράσταση "x" y "y" teniendo en cuenta las variables asignadas a cada columna cuando importamos la información anteriormente con una coma (,) intermedia. Seguido de una coma, ponemos el color y la forma que queremos que lo grafique. Algunos de estos colores se encuentran más abajo.

Cabe resaltar que al igual que en la función "loadtext" hay que hacer referencia a la librería de la cual sacamos la función, en este caso "plt."

Βήμα 5: Encontrar El Área

Con todos los pasos anteriores listos, es posible comenzar a encontrar el área bajo al curva. Como dicho en la introcción, esta área se puede encontrar mediante la medida de múltiples trapecios dibujados justo abajo de la linea de la función. Aunque la medida no es completelementee preca es muy aproximada. El cálculo realizado en python se centra en realizar trapecios, cada uno de el intervalo entre cada dato en x, teniendo en cuenta los y's que leresponden a cada uno de estos x. Hay que tener en cuenta que la fórmula del área de un trapecio es c*((a+b)/2) donde a y b son los lados paralelos y c el lado que forma 90 grados con a y con b.

Ahora, como tenemos que sumar trapecios hasta que todos los datos se acaben (en este caso 252), usamos la función for i in range (0, # datos, 1):. Recuerden siempre poner los dos puntos al final. Primero, como necesitamos usar diferentes datos de la lista, creamos una variable desde afuera, nosotros utilizamos qyw, que comienzan siendo el dato 1 y el dato 2 y que cada vez que se repita el for, incremente en uno para poder hacer los otros trapecios y que no siempre haga el mismo. Ahora, con los datos que necesitamos, creamos los datos que necesitamos para las fórmulas, hay que recordar que la columna 0 hace referencia a "x" y la columna 1 a "y". Por otra parte, también tenemos que tener en cuenta que los datos están en litros y, como necesitamos un área en Jules, dividimos los datos que hagan referencia al volumen por mil.

Ahora, para sumarlos tenemos que aplicar la fórmula del área a los datos que tenemos y cada vez que se repita el loop sumarlo a las otras áreas, así al final tendremos una suma de todos. Hay que recordar que la variable que se use para sumar las áreas debe estar creada desde afuera porque la tenemos que tener definida desde antes. A esta le ponemos un valor de 0 inicialmente, dado que al principio no se ha sumado ningún área. Τελειώνοντας, ναι, μπορείτε να εκτυπώσετε τη λειτουργία "εκτύπωσης" el área y le ponemos las unidades, que son Jules.

Βήμα 6: Sombrear El Área Bajo La Curva Y Final Del Programa

Como paso final, el programa debe sombrear la figura. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη τραπέζης, υπάρχουν λειτουργίες που αφορούν την ελεύθερη λειτουργία του matplotlib.pyplot για την παρακολούθηση των χρωμάτων από το χρώμα και την είσοδό σας. Para esto, ingresamos los datos de "x" y "y" para que los sombree y listo.

Al finalizar, es muy importante poner show, también de la librería pyplot, para que todos los datos que necesiten ser graficados lo hagan. Como en cualquier otra función de esta librería, hay que poner plt. antes de la función y poner paréntesis al finalizar.

Βήμα 7: Datos Extra

Si quieren que la gráfica quede con cuadricula utilizamos la función "grid", de pyplot y entre paréntesis true para que la gráfica la tenga.

Los colores se pueden ingresar en cadenas hexadecimales (‘#008000’); tuplas con concción RGB (0, 1, 0); intensidades de escala de grises (‘0,8’) · nombres («πράσινο») y por sus respectivas letras 'b' para azul, 'g' para verde, 'r' para rojo, 'c' para cián, 'm' para magenta, 'y' para amarillo, 'k' para negro y 'w' para blanco.

El titulo de la pestaña de la gráfica se designa con la función title de la librería pyplot ingresando el nombre entre paréntesis y entre comillas

El nombre de los ejes se puede designar con la función "xlabel" y "ylabel" de la librería pyplot igual que el titulo.

Los tipos de linea más comunes se ubican justo después del color con los referentes: ‘-‘para una línea sólida, ‘-‘para una línea a rayas, ‘-. ‘Para una línea con puntos y rayas y‘: ‘para una línea punteada.