Applications de Python en mathématiques

Dans ce chapitre, tu vas voir comment utiliser Python dans les notions du programme de seconde : calculs numériques, équations, fonctions, statistiques, géométrie, probabilités et simulation.

Cours Exercices Vidéo Astuce

Cours

1. Calculs numériques

Python permet d’automatiser des calculs de pourcentages, de puissances ou d’expressions numériques.

prix_initial = 80
prix_final = prix_initial * 1.15
print(prix_final)

On obtient ici 92.0.

print(2 ** 5)

Le symbole ** permet d’écrire une puissance.

2. Résolution d’équations

Python peut aider à étudier l’équation x² = a.

import math

a = float(input("Entrez une valeur pour a : "))

if a > 0:
    x1 = math.sqrt(a)
    x2 = -math.sqrt(a)
    print("Deux solutions :", x1, "et", x2)

elif a == 0:
    print("Une seule solution : x = 0")

else:
    print("Aucune solution réelle")

Ce programme distingue les trois cas : a > 0, a = 0 et a < 0.

3. Fonctions et images

Python permet de calculer rapidement des images par une fonction.

x = 3
image = 2 * x + 1
print(image)

On obtient 7.

def f(x):
    return 2 * x + 1

print(f(3))
print(f(5))

4. Statistiques

Python peut traiter une série de données et calculer une moyenne.

notes = [8, 10, 12, 14, 16]
moyenne = sum(notes) / len(notes)
print(moyenne)

sum(notes) calcule la somme et len(notes) donne l’effectif.

5. Géométrie

Python permet aussi d’effectuer des calculs géométriques simples.

longueur = 8
largeur = 5
aire = longueur * largeur
print(aire)

On obtient l’aire d’un rectangle : 40.

xA = 2
xB = 9
distance = abs(xB - xA)
print(distance)

La fonction abs() donne la valeur absolue.

6. Probabilités et simulation

Python peut simuler des expériences aléatoires.

from random import randint

for i in range(10):
    tirage = randint(0, 1)
    if tirage == 0:
        print("Pile")
    else:
        print("Face")

Ce programme simule 10 lancers d’une pièce.

On peut ainsi faire le lien entre probabilités théoriques et fréquences observées.

Exemple

Python ne remplace pas le raisonnement mathématique, mais il aide à tester, vérifier, simuler et automatiser des calculs.

Exercices

Exercice 1

Écrire un programme qui calcule le prix final après une hausse de 20 %.

Exercice 2

Modifier le programme sur l’équation x² = a pour tester la valeur a = 16.

Exercice 3

Écrire une fonction Python qui calcule l’image de x par f(x)=3x-4.

Exercice 4

Écrire un programme qui calcule la moyenne d’une liste de 4 notes.

Exercice 5

Écrire un programme qui calcule l’aire d’un triangle à partir de sa base et de sa hauteur.

Exercice 6

Simuler 20 lancers d’un dé et afficher les résultats.

Vidéo

Vidéo explicative sur les applications de Python en maths :

Astuce

Quand tu écris un programme de maths, commence toujours par te demander : quelles sont les données d’entrée, quel calcul faut-il faire, quel résultat faut-il afficher ?

Teste toujours ton programme avec une valeur simple dont tu connais déjà le résultat.