{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### 2023年度計算機演習A・B\n", "\n", "# 第2回レポート課題の解説" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Notebookのセルは、上のボタンでコピー・貼り付けができます。問題文を写す際に便利です。\n", "\n", "切り取りのボタンを使えば、不要なセルを削除することができます。" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### 演習1\n", "\n", "与えられたリスト\\[1, 3, 5, 7, 9\\]を元に、for文を使って新しいリスト\\[1, 9, 25, 49, 81\\]を作成してください。" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 1, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[1, 3, 5, 7, 9]\n", "[1, 9, 25, 49, 81]\n" ] } ], "source": [ "given_list = [1,3,5,7,9]\n", "print(given_list)\n", "new_list = []\n", "\n", "for a in given_list:\n", " new_list.append(a**2) #a^2を使いたくなるが、排他的論理和という別の計算になるので注意\n", "\n", "print(new_list)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "#### （別解）\n", "\n", "覚える必要はありませんが、参考までに次のような書き方（リスト内包表記）も可能です。" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 2, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[1, 3, 5, 7, 9]\n", "[1, 9, 25, 49, 81]\n" ] } ], "source": [ "given_list = [1,3,5,7,9]\n", "print(given_list)\n", "\n", "new_list = [a**2 for a in given_list] #リスト内包表記（簡潔に記述できる）\n", "\n", "print(new_list)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### 演習2\n", "\n", "for文とrange関数を使って、1から10までの整数の和を求めるコードを書いてください。" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 3, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "1から10までの整数の和は 55\n" ] } ], "source": [ "result = 0\n", "\n", "for i in range(1,11): #range(10)にするなら、次の行のiをi+1に変える必要がある\n", " result = result+i #「result += i」でも可\n", "\n", "print(\"1から10までの整数の和は\",result)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### 演習3\n", "\n", "任意の数値のリストが与えられたときに、for文を使ってリストの要素の平均を求めるコードを書いてください。余裕があればさらに、リストの要素の分散を求めるコードを追加してください。" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 4, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[64, 41, 79, 56, 29, 98, 71, 37]\n", "リストの要素の平均は 59.375\n" ] } ], "source": [ "given_list = [64,41,79,56,29,98,71,37]\n", "print(given_list)\n", "result = 0\n", "\n", "for a in given_list:\n", " result = result+a\n", "\n", "result = result/len(given_list) #for文の中に入れてはいけない（インデントしない）\n", "#「result /= len(given_list)」でも可\n", "\n", "print(\"リストの要素の平均は\",result)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "リストの要素の分散を求めるコードを追加すると、次のようになります。\n", "\n", "(1) $s^2=\\frac{1}{n}\\sum_{i=1}^{n}\\left(x_i-\\overline{x}\\right)^2$を利用する場合" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 5, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[64, 41, 79, 56, 29, 98, 71, 37]\n", "リストの要素の平均は 59.375\n", "リストの要素の分散は 475.734375\n" ] } ], "source": [ "given_list = [64,41,79,56,29,98,71,37]\n", "print(given_list)\n", "\n", "result = 0\n", "for a in given_list:\n", " result = result+a\n", "result = result/len(given_list)\n", "\n", "print(\"リストの要素の平均は\",result)\n", "\n", "result2 = 0\n", "for a in given_list:\n", " result2 = result2+(a-result)**2\n", "result2 = result2/len(given_list)\n", "\n", "print(\"リストの要素の分散は\",result2)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "(2) $s^2=\\overline{x^2}-\\overline{x}^2$を利用する場合" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 6, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[64, 41, 79, 56, 29, 98, 71, 37]\n", "リストの要素の平均は 59.375\n", "リストの要素の分散は 475.734375\n" ] } ], "source": [ "given_list = [64,41,79,56,29,98,71,37]\n", "print(given_list)\n", "\n", "result = 0\n", "result2 = 0\n", "for a in given_list:\n", " result = result+a\n", " result2 = result2+a**2\n", "result = result/len(given_list)\n", "result2 = result2/len(given_list)-result**2\n", "\n", "print(\"リストの要素の平均は\",result)\n", "print(\"リストの要素の分散は\",result2)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "#### （答えの検証）\n", "\n", "Pythonでは平均と分散を求める関数が標準では用意されていませんが、numpyというライブラリを利用するとそれぞれを求める関数が使えます（覚える必要はありません）。結果として、上で求めた平均と分散が正しいことが確認できます。" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 7, "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "[64, 41, 79, 56, 29, 98, 71, 37]\n", "リストの要素の平均は 59.375\n", "リストの要素の分散は 475.734375\n" ] } ], "source": [ "given_list = [64,41,79,56,29,98,71,37]\n", "print(given_list)\n", "\n", "import numpy\n", "\n", "print(\"リストの要素の平均は\",numpy.average(given_list))\n", "print(\"リストの要素の分散は\",numpy.var(given_list))" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "レポート課題提出のためのファイルのダウンロードは、必ずファイルを保存してから行うようにしてください。ファイルの保存は一定時間ごとに自動的にされますが、手動では左上のボタンまたは[Ctrl]+[S]でできます。\n", "\n", "加えて、CESのレポート提出機能でファイルを提出した後には、必ずPreviewで内容を確認するようにしてください。" ] } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 3", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3.8.10" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 4 }