タグ: 関数

この記事を読むことで、

・関数で立体図形の体積を算出

・Pythonでの累乗（二乗、三乗）などの書き方

・ドリルの様に演習してPythonの関数に慣れる

についての概要が掴めます。

■ 立方体の体積を求める ■

立方体についてですが、例えばサイコロも立方体です。
体積の求め方は、縦、横、高さをそのままかけた値です。

立方体は縦、横、高さの全てが同じ長さです。
今回は3cmの立方体の体積を求めます。

まず、辺の長さをここで定義しています。

side=3

次に関数を呼び出します。

volume=cube(side)

立方体の体積を求めるcube関数が引数にside（今回は3cm）で呼び出されました。

では、cube関数のコードです。

#立方体の体積を計算する関数
def cube(x):
    return x**3

このxの所に3が入って3乗の計算結果をreturnで返しています。
二乗でも考え方は同じですが、三乗ではこのように書いています。

x**3

それが戻り値としてvolumeに入ります。

volume=cube(side)

ここまでのコードと実行結果です。

#立方体の体積を計算する関数
def cube(x):
  return x**3

#辺の長さを定義
side=3

#関数を呼び出し
volume=cube(side)

#立方体の体積を表示
print('立方体の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 直方体の体積を求める ■

では次に、直方体の体積を求めます。

直方体の体積は、タテ×ヨコ×高さなので、この様にコードを書き換えました。
関数の名前を図形ごとに変えるのは手間ですので、これ以降「figure3d」という名称に致しました。

コードと実行結果です。

#直方体の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y*z

#タテ、ヨコ、高さの辺の長さを定義
vertical=3
beside=5
height=7


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)

#直方体の体積を表示
print('直方体の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 三角錐の体積を求める ■

底面積である三角形の面積に高さをかけて3で割っています。

ここではタテ4cm、ヨコ5cm、高さ6cmとしています。
また、底面積が三角形であることと何々錐で3で割っているため、整数で求めています。
コードと実行結果です。

#三角錐の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y/2*z/3

#タテ、ヨコ、高さを定義
vertical=4
beside=5
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)

#三角錐の体積を表示
print('三角錐の体積は【'+str(int(volume))+'】cm^3です。')

■ 四角錐の体積を求める ■

次に四角錐（ピラミッド型）の体積を求めます。
こちらは、タテ5cm、ヨコ5cm、高さ6cmとしています。

#四角錐（ピラミッド）の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y*z/3

#タテ、ヨコ、高さを定義
vertical=5
beside=5
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)


#四角錐の体積を表示
print('四角錐（ピラミッド形）の体積は【'+str(int(volume))+'】cm^3です。')

■ 円柱の体積を求める ■

円柱の体積は、円の面積に高さをかけて求めるので、円周率πを使うため、mathモジュールをインポートしました。
また、円周率は桁数が長いので、小数点以下3桁まで求める様にしました。

ここではこの記事に合わせて、円の半径を5cm、円柱の高さを10cmとしています。

#円周率πを使うため、mathモジュールをインポートする
import math

#円柱の体積を計算する関数
def figure3d(r,h):
  return math.pi*r**2*h

#半径と高さを定義
radius=5
height=10


#関数を呼び出し
volume=figure3d(radius,height)

#小数点以下3桁まで求める
volume=round(volume,3)

#円柱の体積を表示
print('円柱の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 円錐の体積を求める ■

最後に円錐（道路などにあるコーン）の体積を求めます。

底円の面積に高さをかけて3で割ると求められます。
円周率πを使うので、mathモジュールをインポートしています。
ここでは半径を4cm、高さを6cmとしています。

#円周率を使うため、mathモジュールをインポートする
import math


#円錐の体積を計算する関数
def figure3d(r,h):
  return math.pi*r**2*h/3

#半径と高さを定義
radius=4
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(radius,height)

#小数点以下３桁まで求める
volume=round(volume,3)

#円錐の体積を表示
print('円錐（コーン形）の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

稲村ヶ崎海岸です。江ノ電で行きました。

ご精読誠にありがとうございました。

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この記事を読むことで、

Pythonの関数をカレーライスを作る例を通して理解

簡単な平面図形の面積が求められる

についての概要が掴めます。

関数とは、ざっくり言って、「カレー鍋」です。
鍋に入れる「ジャガイモ、ニンジン」が引数、出てきた料理が戻り値です。

それでは、肩の力を抜いて、長方形、三角形、台形の面積を使いながら関数に慣れて行きましょう！

■ 長方形の面積を求める ■

最初に、縦5cm、横3cmの長方形の面積を計算します。
コードと実行結果を載せます。

#長方形の面積を計算する関数
def rectangle(x,y):
  return x*y

#長方形の縦と横の長さを設定
vertical=5
beside=3

#長方形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=rectangle(vertical,beside)

print('長方形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

では、簡単ですが、このプログラムをトレースしてみます。
長方形面積は、「縦×横」ですね。

変数verticalに縦の長さをここでは「5」、変数besideに横の長さをここでは「3」とします。

長方形はrectangleなので、長方形を計算する関数をrectangleとしました。
ですので、カレー鍋がrectangleになります。

area=rectangle(vertical,beside)

これで、rectangleというカレー鍋に、ジャガイモのverticalと、ニンジンのbesideが入って煮込みます。

def rectangle(x,y): 
　return x*y

鍋に入れるときに、verticalはx、besideはyに入ります。

verticalやbesideが引数と呼ばれることに対し、x,yは仮引数と呼ばれます。

return x*y

で、出来上がったカレーライスがお手元に届けられます。

コードの縦verticalと横besideの値を変えると、当然求まってくる長方形の面積も変わりますので、コードを書き換えてみます。

縦8cm、横11cmにしてみます。

#長方形の面積を計算する関数
def rectangle(x,y):
  return x*y

#長方形の縦と横の長さを設定←ここの長さを変える
vertical=8
beside=11

#長方形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=rectangle(vertical,beside)

print('長方形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

ここで変数や関数名のことですが、基本的に英語にしますので、ローマ字でtate、yoko,chouhoukeiとは書かずに、縦（vertical）や横（beside）や長方形（rectangle）という名前にします。

英語が苦手でも今はGoogle翻訳なども使えるので、変数名を決める時の参考にしています。

■ 三角形の面積を求める ■

今度は三角形を求められるようにコードを改変してみます。
関数の戻り値のところを2で割ると、お馴染みの公式、底辺×高さ÷2ですね。
割り算をしているので、int関数を使って整数値を求めています。

#三角形の面積を計算する関数
def triangle(x,y):
  return int(x*y/2)

#三角形の底辺と高さ
bottom=4
height=3

#三角形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=triangle(bottom,height)

print('三角形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

実行結果です。

■ 台形の面積を求める ■

最後に台形を求めるプログラムに変更致します。
台形（trapezoid）は、

(上底＋下底)×高さ÷2

で求められます。

上底を5cm、下底を7cm、高さを4cmをします。
コードと実行結果です。

#台形の面積を計算する関数
def trapezoid(x,y,z):
  return int((x+y)*z/2)

#台形の上底と下底と高さ
top_side=5
bottom_side=7
height=4

#台形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=trapezoid(top_side,bottom_side,height)

print('台形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

関数って最初は面倒でしたが、慣れるととても便利です。
各機能が分かりやすくなって、コードも見やすくなります。

ざっとまとめると、関数がカレー鍋、引数がジャガイモやニンジン、戻り値が出来上がったカレーです。

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

しながわ花海道に咲いていた、アオイ科のムクゲです。

ご精読誠にありがとうございました。

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この記事を読むことで、

・Pythonの二乗・3乗などの累乗の計算

・円周率を使った計算で円の面積を求める関数

・球の体積を求める関数

・円周を求める関数

・小数点以下を含めた桁の指定

の概要が掴めます。

用意する関数は、

・円の面積を求める関数area（引数:半径r）
・球の体積を関数globe（引数:半径r）
・円周を求めるcircle（引数:半径r）

です。

今回は引数の半径rは共通なので、それぞれの関数呼び出しの前に、ここでは半径rを5cmとしているので、

r=5

を記述しました。

それぞれの関数の呼び出しのコードです。
上から、円の面積、球の体積、円周の長さです。

#それぞれの関数の呼び出し
area_ans=(area(r))   #円
globe_ans=(globe(r)) #球
circle_ans=circle(r) #円周

上記の3つの関数を呼び出して、そこで計算した値（戻り値）をそれぞれ

area_ans（求めた円の面積）
globe_ans（求めた球の体積）
circle_ans（求めた円周の長さ）

に代入して、小数点以下も含めた桁指定をして、結果を表示します。

円周率を扱うのに、モジュールをインポートしています。

#円周率を扱うのに、インポートしている
import math

円の面積を計算するのに、事情はr**2で半径の二乗を求めています。
**の後を3にする球体や立方体など３次元の体積が求められます。

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
    return r**2*math.pi

円周率はご存知の通り、3.14159265359…と桁数が膨大なので、戻り値の表示はここでは整数も含めた5桁で表示します。
コードはこの様になります。

#桁数を指定して表示
print('円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。')
print('球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。')
print('円周は、'+'{:.5}'.format(circle_ans)+'cmです。')

■ 円の面積 ■

では、まずは円の面積を求めます。
コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#半径
r=5
area_ans=area(r)


#桁数を指定して表示
print('円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。')

■ 球の体積 ■

次に球の体積を求めます。
公式は、

V=\frac{4}{3}πr^{3}

ですので、体積を計算する関数のコードは、

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3

となります。

コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3


#半径
r=5

#関数を呼び出し
area_ans=area(r)#円の面積
globe_ans=globe(r)#球の体積

print()

#桁数を指定して表示
print(' 円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。\n')
print(' 球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。\n')

結果表示のprint文の最後の改行は、「\n」を使っています。
macをお使いの方は、[option]+[¥]で「バックスラッシュ」が表示されます。

■ 円周の長さ ■

最後に円周の長さを求めます。

#円周を求める
def circle(r):
    return 2*math.pi*r

コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3

#円周を求める
def circle(r):
    return 2*math.pi*r


#半径
r=5

#関数を呼び出し
area_ans=area(r)#円の面積
globe_ans=globe(r)#球の体積
circle_ans=circle(r)#円周の長さ

print()

#桁数を指定して表示
print(' 円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。\n')
print(' 球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。\n')
print(' 円周は、'+'{:.5}'.format(circle_ans)+'cmです。\n')

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

スカイツリーからの眺めです。

ご精読誠にありがとうございました。

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この記事を読むことで、

・Pythonの関数で引数に何も指定しない時は、決まった値（デフォルト値）を与える

・関数を複数呼び出して挙動の違いを確認する

といったことの概要が掴める様になります。

今回のコードの具体例として、引数に何も指定しないと「会社員」と表示されます。

例えば引数に「サトウ」さんだけを指定して、職業の所に何も入れないと「サトウさんは会社員です。」と表示されます。

引数の名前の所に「志村けん」さん、引数の職業の所に「変なおじさん」と指定すると、「志村さんは変なおじさんです。」と表示されるプログラムを作りました。

だっふんだ！！

余り上手くないので、似顔絵では無く落書きです。

早速ですが、コードと実行結果を掲載します。
関数Workの所で、デフォルト値の「会社員」を設定しています。

#デフォルト値を指定した関数のWork
def Work(name,job='会社員'):
  print("【"+name+"】さんは【"+job+"】です。")

#関数を色々な例で呼び出し
Work("サトウ")
Work("ヤマダ")
Work("坂本龍馬","幕末の土佐藩士")
Work("ヒガ")
Work("志村けん","変なおじさん")
Work("シマブクロ")
Work("両津勘吉","警察官")

サトウさん、ヤマダさん、ヒガさん、シマブクロさんは、関数Workに名前だけを引数に指定して、職業はデフォルト値の「会社員」と表示されました。

それに対して、坂本龍馬さん、志村けんさん、両津勘吉さん（こちら葛飾区亀有公園前派出所、通称こち亀の両さん）には名前に加えてそれぞれの職業の引数を指定しているので、「幕末の土佐藩士」、「変なおじさん」、「警察官」と表示されたことが確認できました。

突然ですが、皆さまには子供の頃、ヒーローはいましたか？
私のヒーローは志村けんさんで、良く学校で「だいじょぶだぁ」や「変なおじさん」のモノマネをしていて、将来の夢は「変なおじさんになること」でした。
今でも志村けんさんは、私にとって永遠にヒーローです。

全力でバカ殿や変なおじさんなどのギャグをやって下さった姿は、今でも忘れられません。

そこで、プログラミングを学ぶものとして追悼の思いも込めて、Pythonの関数、デフォルト値を使って、変なおじさんを表示してみました。

最後に「バカ殿」のイラストで締めたいと思います。
バカ殿が五郎丸選手のルーティーンをやっていた姿も面白かったです。

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

ちょっと怖可愛い、マクセルアクアパーク品川の、ノコギリエイです。
なんだチミはぁぁぁぁって感じのエイですね（笑）

ご精読誠にありがとうございました。

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