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PYTHON AU LYCÉE
TOME1ARNAUD B ODIN
ALGORITHMES ET PROGRAMMATION
Exo7Python au lycée - tome 1
C"est parti!Tout le monde utilise un ordinateur, mais c"est une autre chose de le piloter! Tu vas apprendre ici les bases de
la programmation. L"objectif de ce livre est double : approfondir les mathématiques à travers l"informatique
et maîtriser la programmation en s"aidant des mathématiques.Python
Choisir un langage de programmation pour débuter est délicat. Il faut un langage avec une prise en main
facile, bien documenté, avec une grande communauté d"utilisateurs. Python possède toutes ces qualités et
davantage encore. Il est moderne, puissant et très utilisé, y compris par les programmeurs professionnels.
Malgré toutes ces qualités, débuter la programmation (avec Python ou un autre langage) est difficile. Le
mieux est d"avoir déjà une expérience du code, à l"aide deScratchpar exemple. Il reste quand même une
grande marche à gravir et ce livre est là pour t"accompagner.Objectif
Bien maîtriser Python te permettra d"apprendre facilement les autres langages. Surtout le langage n"est pas
le plus important, l"essentiel ce sont les algorithmes. Les algorithmes sont comme des recettes de cuisine, il
faut suivre pas à pas les instructions et ce qui compte, c"est le résultat final et non le langage avec lequel a
été écrite la recette. Ce livre n"est donc ni un manuel complet de Python, ni un cours d"informatique, il ne
s"agit pas non plus d"utiliser Python comme une super-calculatrice.Le but est de découvrir des algorithmes, d"apprendre la programmation pas à pas à travers des activités
mathématiques/informatiques. Cela te permettra de mettre en pratique des mathématiques avec ici la
volonté de se limiter aux connaissances acquises au niveau seconde.Mathématiques pour l"informatique
Informatique pour les mathématiques
Comme les ordinateurs ne manipulent que des nombres, les mathématiques sont indispensables pour com-
muniquer avec eux. Un exemple est l"écriture binaire qui utilise les puissances de 2, la division euclidienne...
Un autre exemple est l"affichage graphique à l"écran qui nécessite de bien maîtriser les coordonnées(x,y),
la trigonométrie...L"informatique accompagne à merveille les mathématiques! L"ordinateur devient indispensable pour mani-
puler de très grands nombres ou bien tester des conjectures sur de nombreux cas. Tu découvriras dans ce
livre des fractales, des L-systèmes, des arbres browniens... et la beauté de phénomènes mathématiques
complexes.Vous pouvez récupérer l"intégralité des codes?des activités ainsi que tous les fichiers sources sur la
pageGitHubd"Exo7 :" GitHub : Python au lycée » .Les vidéos des cours avec des explications pas à pas et la présentation des projets sont disponibles depuis la
chaîneYoutube:" Y outube: Python au lycée » .Sommaire
I Mise en route1
1 Premiers pas2
2 Tortue (Scratch avec Python)
9II Fondamentaux
173 Si ... alors ...18
4 Fonctions24
5 Arithmétique - Boucle tant que - I
346 Chaînes de caractères - Analyse d"un texte
417 Listes I51
III Notions avancées
598 Statistique - Visualisation de données
609 Fichiers70
10 Arithmétique - Boucle tant que - II
7911 Binaire I84
12 Listes II90
13 Binaire II97
IV Projets100
14 Probabilités - Paradoxe de Parrondo
10115 Chercher et remplacer
10416 Calculatrice polonaise - Piles
10917 Visualiseur de texte - Markdown121
18 L-système128
19 Images dynamiques
13620 Jeu de la vie143
21 Graphes et combinatoire de Ramsey
14922 Bitcoin158
23 Constructions aléatoires
167V Guides174
24 Guide de survie Python
17525 Principales fonctions
18426 Notes et références200
IndexRésumé des activités
Premiers pasLance-toi dans la programmation! Dans cette toute première activité, tu vas apprendre à manipuler des nombres,
des variables et tu vas coder tes premières boucles avec?.Tortue (Scratch avec Python)
Le module?permet de tracer facilement des dessins en?. Il s"agit de commander une tortue à
l"aide d"instructions simples comme " avancer », " tourner »... C"est le même principe qu"avecScratch, avec
toutefois des différences : tu ne déplaces plus des blocs, mais tu écris les instructions; et en plus les instructions
sont en anglais!Si ... alors ...
L"ordinateur peut réagir en fonction d"une situation. Si une condition est remplie il agit d"une certaine façon,
sinon il fait autre chose.Fonctions
Écrire une fonction, c"est la façon la plus simple de regrouper du code pour une tâche bien particulière, dans le
but de l"exécuter une ou plusieurs fois par la suite.Arithmétique - Boucle tant que - I
Les activités de cette fiche sont centrées sur l"arithmétique : division euclidienne, nombres premiers... C"est
l"occasion d"utiliser intensivement la boucle " tant que ».Chaînes de caractères - Analyse d"un texte
Tu vas faire quelques activités amusantes en manipulant les chaînes de caractères.Listes I
Une liste est une façon de regrouper des éléments en un seul objet. Après avoir défini une liste, on peut récupérer
un par un chaque élément de la liste, mais aussi en ajouter de nouveaux...Statistique - Visualisation de données
C"est bien de savoir calculer le minimum, le maximum, la moyenne, les quartiles d"une série. C"est mieux de les
visualiser tous sur un même graphique!Fichiers
Tu vas apprendre à lire et à écrire des données dans des fichiers.Arithmétique - Boucle tant que - II
On approfondit notre étude des nombres avec la boucle " tant que ». Pour cette fiche tu as besoin d"une fonction
???construite dans la fiche " Arithmétique - Boucle tant que - I ».Binaire I
Les ordinateurs transforment toutes les données en nombres et manipulent uniquement ces nombres. Ces
nombres sont stockés sous la forme de listes de0et de1. C"est l"écriture binaire des nombres! Pour mieux
comprendre l"écriture binaire, tu vas d"abord mieux comprendre l"écriture décimale.Listes II
Les listes sont tellement utiles qu"il faut savoir les manipuler de façon simple et efficace. C"est le but de cette
fiche!Binaire II
On continue notre exploration du monde des 0 et des 1.Probabilités - Paradoxe de Parrondo
Tu vas programmer deux jeux simples. Lorsque tu joues à ces jeux, tu as plus de chances de perdre que de gagner.
Pourtant lorsque tu joues aux deux jeux en même temps, tu as plus de chances de gagner que de perdre! C"est
une situation paradoxale.Chercher et remplacer
Chercher et remplacer sont deux tâches très fréquentes. Savoir les utiliser et comprendre comment elles fonc-
tionnent te permettra d"être plus efficace.Calculatrice polonaise - PilesTu vas programmer ta propre calculatrice! Pour cela tu vas découvrir une nouvelle notation pour les formules et
aussi découvrir ce qu"est une " pile » en informatique.Visualiseur de texte - Markdown
Tu vas programmer un traitement de texte tout simple qui affiche proprement des paragraphes et met en évidence
les mots en gras et en italiques.L-système
Les L-systèmes offrent une façon très simple de coder des phénomènes complexes. À partir d"un mot initial et
d"opérations de remplacement, on arrive à des mots compliqués. Lorsque l"on " dessine » ces mots, on obtient
de superbes figures fractales. Le " L » vient du botaniste A. Lindenmayer qui a inventé les L-systèmes afin de
modéliser les plantes.Images dynamiques
Nous allons déformer des images. En répétant ces déformations, les images deviennent brouillées. Mais par
miracle au bout d"un certain nombre de répétitions l"image de départ réapparaît!Jeu de la vie
Lejeu de la vieest un modèle simple de l"évolution d"une population de cellules qui naissent et meurent au cours
du temps. Le " jeu » consiste à trouver des configurations initiales qui donnent des évolutions intéressantes :
certains groupes de cellules disparaissent, d"autres se stabilisent, certains se déplacent...Graphes et combinatoire de Ramsey
Tu vas voir qu"un problème tout simple, qui concerne les relations entre seulement six personnes, va demander
énormément de calculs pour être résolu.Bitcoin
Lebitcoinest une monnaie dématérialisée et décentralisée. Elle repose sur deux principes informatiques : la
cryptographie à clé publique et la preuve de travail. Pour comprendre ce second principe, tu vas créer un modèle
simple debitcoin.Constructions aléatoires
Tu vas programmer deux méthodes pour construire des figures qui ressemblent à des algues ou des coraux.
Chaque figure est formée de petits blocs lancés au hasard et qui se collent les uns aux autres.