Mathc gnuplot/Version imprimable

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Ceci est la version imprimable de Mathc gnuplot.

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Mathc gnuplot

Une version à jour et éditable de ce livre est disponible sur Wikilivres,
une bibliothèque de livres pédagogiques, à l'URL :
https://fr.wikibooks.org/wiki/Mathc_gnuplot

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Sections

Introduction

Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Le livre montre les liens que l'on peut créer entre les mathématiques, le langage C et gnuplot. Une approche expérimentale exigerait un passage continu entre un exemple simple et un autre plus complexe. Dans ce livre, on sautera les étapes.


L'étude de ce livre devrait pouvoir commencer après une initiation d’un mois au langage C.


En pratique[modifier | modifier le wikicode]

Télécharger et installer les logiciels compatibles Linux ou Windows :

  1. gnuplot : https://sourceforge.net/projects/gnuplot/files/.
  2. Code::Blocks, environnement de développement intégré pour le langage C : http://www.codeblocks.org/downloads.


Pour le langage C :

  • Certains exemples sont fournis sous la forme de fichiers "*.c" et "*.h".
  • Sauvez tous les fichiers "*.h" dans votre répertoire de travail.
  • Chaque fichier "*.c" est un exemple.
  • Compilez-le directement.


Pour gnuplot :

  • Linux :
    • Pour sélectionner le bon répertoire sous Linux tapez :
    • cd '/home/bernard/Documents/c'
    • En choisissant les noms de vos répertoires personnels
    • Après ou avant avoir lancé gnuplot.
  • Windows :
    • Pour sélectionner le bon répertoire sous Windows
    • Choisissez l'icône ChDir (change directory)
    • Puis l'icône Open pour sélectionner un fichier de commande de gnuplot.
  • Animation :
    • Tapotez sur l'icône replot de gnuplot. (Windows et Linux)
  • Mémoire :
    • Gnuplot a de la mémoire.
    • Cela pose des problèmes de compatibilité entre les graphiques.
    • Taper la commande reset pour effacer les commandes en mémoire.


Fichiers pour gnuplot

Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Quelques fonctions C à connaitre :

f_p=fopen("a.txt","w"); //(write)  Créer un fichier en écriture.
f_p=fopen("a.txt","r"); //(read)   0uvrir un fichier en lecture.
f_p=fopen("a.txt","a"); //(append) 0uvrir un fichier en écriture. 
                        //         Rajouter le texte en fin de fichier.

 printf(    "%d",i);    // Imprimer sur l'écran.
fprintf(f_p,"%d",i);    // Imprimer dans le fichier *f_p
sprintf(  s,"%d",i);    // Imprimer dans la chaine de caractères s.


Éviter les lettres accentuées dans les fichiers sources (*.c,*.h), cela pose des problèmes pour échanger les fichiers entre Windows et Linux ou à l'international.


Premiers fichiers[modifier | modifier le wikicode]

Un fichier list.txt[modifier | modifier le wikicode]

  1. Copier cet exemple dans votre éditeur.
  2. Sauvez-le sous le nom "c01.c"
  3. Compilez et exécutez-le.
  4. Éditer le fichier "list.txt"
Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Un fichier list.txt
/* ------------------------------ */
/* Save as c01.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(pow(x,2.));}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
FILE   *fp;                   /*Déclarer un pointeur de fichier.   */
double   a;
                              /*Ouvrir le fichier en mode écriture.*/
 fp = fopen("list.txt","w");  /*fp est un pointeur de fichier      */
                              /*qui pointe sur "list.txt"          */
 for(a = -5.0; a <= 5.0; a++)
  fprintf(fp," %6.3f %6.3f\n",/*Imprimer dans le fichier           */
                a,   f(a));
 fclose(fp);                  /*Fermer le fichier                  */

 printf("\n\n Ouvrir le fichier list.txt "
        "\n\n Press return to continue.  ");
 getchar();
 return 0;}


Un fichier de données pour gnuplot[modifier | modifier le wikicode]

Nous ne mettrons pas d'extension pour les fichiers de données avec gnuplot.

  1. Compilez et exécutez-ce fichier.
  2. Éditer le fichier "data"
  3. Dans gnuplot tapez : plot "data"
Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Un fichier de données pour gnuplot
/* ------------------------------ */
/* Save as c02.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(pow(x,2.));}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
FILE *fp = fopen("data","w");
double a = -5.0;

  for(; a <= 5.0; a+=.2)
     fprintf(fp," %6.3f   %6.3f\n",a,f(a));
  fclose(fp);

 printf(" Dans gnuplot -> plot \"data\" \n\n"
        " Press return to continue.     \n\n");
 getchar();

 return 0;
}


Un fichier de commande pour gnuplot[modifier | modifier le wikicode]

L'extension des fichiers de commande de gnuplot est "*.plt" Ici on dessine deux chaines de caractères.

  1. Compilez et exécutez-ce fichier.
  2. Éditer le fichier "a_main.plt"
  3. Dans gnuplot tapez : load "a_main.plt"
Crystal Clear mimetype source c.png c03.c
Un fichier de commande pour gnuplot
/* ------------------------------ */
/* Save as c03.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
char  heq[] = "sin(x)";
char  geq[] = "cos(x)";
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
FILE   *fp = fopen("a_main.plt","w");

fprintf(fp,"# Fichier de commande pour gnuplot          \n"
           "# En ligne de commande : load \"a_main.plt\"\n"
           "#\n"
           " set zeroaxis\n"
           " plot %s,\\\n"
           " %s \n\n"
           " reset", geq, heq);
 fclose(fp);

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue.        ");
 getchar();

 return 0;
}

Cela donne dans le fichier "a_main.plt" :

 # Fichier de commande pour gnuplot          
 # En ligne de commande : load "a_main.plt"
 #
  set zeroaxis
  plot cos(x),\
  sin(x) 
  reset

On peut remarquer que chaque fonction est sur une ligne différente. Important si l'on veut dessiner quatre ou cinq fonctions.


Dessiner une liste et une chaîne de caractères[modifier | modifier le wikicode]

On associe les deux méthodes vues précédemment.

  1. Compilez et exécutez-ce fichier.
  2. Éditer le fichier "a_main.plt"
  3. Dans gnuplot tapez : load "a_main.plt"
Crystal Clear mimetype source c.png c04.c
Dessiner une liste et une chaîne de caractères
/* ------------------------------ */
/* Save as c04.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(cos(x));}
/* ------------------------------ */
char   feq[] =           "cos(x)";
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
FILE *fp;
double a = -5.0;

   fp = fopen("data","w");
   for(; a <= 5.0; a+=.2)
        fprintf(fp," %6.3f   %6.3f\n",   a, f(a));
   fclose(fp);

   fp = fopen("a_main.plt","w");
   fprintf(fp,"# Fichier de commande pour gnuplot          \n"
              "# En ligne de commande : load \"a_main.plt\"\n"
              "#\n"
              " set zeroaxis\n"
              " plot \"data\",\\\n"
              " %s\n"
              " reset",feq);
   fclose(fp);

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue.        ");
 getchar();

 return 0;
}

Cela donne dans le fichier "a_main.plt" :

 # Fichier de commande pour gnuplot          
 # En ligne de commande : load "a_main.plt"
 #
 set zeroaxis
 plot "data",\
 cos(x)
 reset


Une fonction graphique[modifier | modifier le wikicode]

On met simplement le contenu de la fonction main() dans G_plot().

  1. Compilez et exécutez-ce fichier..
  2. Éditer le fichier "a_main.plt"
  3. Dans gnuplot tapez : load "a_main.plt"
Crystal Clear mimetype source c.png c05.c
Une fonction graphique
//* ------------------------------ */
/* Save as c05.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(cos(x));}
char   feq[] = "cos(x)";
/* ------------------------------ */
int G_plot(void)
{
FILE *fp;
double a = -5.0;

   fp = fopen("data","w");
   for(; a <= 5.0; a+=.2)
        fprintf(fp," %6.3f   %6.3f\n",a,f(a));
  fclose(fp);

  fp = fopen("a_main.plt","w");
   fprintf(fp,"# Fichier de commande pour gnuplot          \n"
              "# En ligne de commande : load \"a_main.plt\"\n"
              "#\n"
              " set zeroaxis\n"
              " plot \"data\",\\\n"
              " %s\n"
              " reset",feq);
  fclose(fp);

return 0;
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
 G_plot();

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue.        ");
 getchar();

 return 0;
}

Cela donne dans le fichier "a_main.plt" :

 # Fichier de commande pour gnuplot          
 # En ligne de commande : load "a_main.plt"
 #
 set zeroaxis
 plot "data",\
 cos(x)
 reset


Les ennuis commencent[modifier | modifier le wikicode]

À partir des fichiers précédents, essayer de dessiner la fonction g, sans modifier G_plot() ?

/* ------------------------------ */
double g(double x){return(sin(x));}
char   geq[] = "sin(x)";
/* ------------------------------ */

Une solution va être proposée dans le chapitre suivant : Pointeurs de fonctions.


Conclusion[modifier | modifier le wikicode]

Nous avons dessiné des fonctions sous forme de chaines de caractères et sous la forme de liste de points.

Un problème est apparu : rendre les fonctions graphiques indépendantes de la fonction utilisée.


Pointeurs de fonctions


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

En langage C, le nom d'une fonction est un pointeur. On peut l'utiliser comme argument dans l'appel d'une fonction. Exemple : G_plot(f); (f() étant une fonction)

Un pointeur de fonction doit avoir le même prototype que la fonction pointée.

  • Pour la fonction f(x) :
  
double f     (double x)            {return( pow(x,2.));}
double (*P_f)(double x)
  • Pour la fonction g(x,y) :
double g     (double x,double y)   {return(x*y;}
double (*P_g)(double x,double y)


Pour appeler la fonction, nous utiliserons cette méthode :

  • Pour la fonction f(x) :
((*P_f)(a)) /* corresponds à un appel de fonction de forme f(a). */
  • Pour la fonction g(x,y) :
((*P_g)(a,b)) /* corresponds à un appel de fonction de forme g(a,b). */

Remarque :

  • f et g sont des pointeurs et f() et g() sont des fonctions.
  • double (*P_f)(double x) c'est une déclaration de pointeur de fonction.
  • P_f c'est le pointeur.
  • ((*P_f)()) c'est un appel à une fonction.


Exemples graphiques (avec gnuplot)[modifier | modifier le wikicode]

Dessiner deux fonctions successivement[modifier | modifier le wikicode]

La fonction Gplt() dessine f(x) et g(x).

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner deux fonctions successivement
/* ------------------------------ */
/* Save as c01.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(  pow(x,2.));}
double g(double x){return(2.0*x + 3.0);}
/* ------------------------------ */
void G_plt(
double (*P_f)(double x)
)
{
FILE  *fp = fopen("data","w");
double  a = -5.0;

 for(; a <= 5.0; a += 0.3)
   fprintf(fp," %6.3f  %6.3f\n",a,((*P_f)(a)));
 fclose(fp);
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" Type: plot \"data\" ");
    G_plt(f);
 getchar();

 printf(" Type: plot \"data\" ");
    G_plt(g);

 printf("\n\n Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}


Solution pour le chapitre précédent[modifier | modifier le wikicode]

La fonction G_plot() dessine la fonction (data) et la chaîne de caractères.

Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Solution pour le chapitre précédent
/* ------------------------------ */
/* Save as c02.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
double f(double x){return(cos(x));}
char   feq[] = "cos(x)";
/* ------------------------------ */
double g(double x){return(sin(x));}
char   geq[] = "sin(x)";
/* ------------------------------ */
int G_plot(
double (*P_f)(double x),
char   Feq[])
{
FILE *fp;
double a = -5.0;

 fp = fopen("data","w");
 for(; a <= 5.0; a+=.2)
   fprintf(fp," %6.3f %6.3f\n",a,((*P_f)(a)));
 fclose(fp);

 fp = fopen("a_main.plt","w");
 fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n"
            " set zeroaxis\n"
            " plot \"data\",\\\n"
            " %s\n"
            " reset",Feq);
 fclose(fp);

return 0;
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot ");
    G_plot(f,feq);
 getchar();

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot ");
    G_plot(g,geq);

 printf("\n\n Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}

Résultat après le premier appel de G_plot() :

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"
 set zeroaxis
 plot "data",\
 cos(x)
 reset

Résultat après le deuxième appel de G_plot() :

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"
 set zeroaxis
 plot "data",\
 sin(x)
 reset


Exemple numérique[modifier | modifier le wikicode]

Passer des pointeurs de fonctions à une fonction.


Les fonctions f‘ et f‘‘[modifier | modifier le wikicode]

Calculer la dérivée première et seconde d'une fonction.

Crystal Clear mimetype source c.png c03.c
Les fonctions f‘ et f‘‘
/* ------------------------------ */
/* Save as c03.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------ Fonction f ------------ */
double f(double x){return( pow(x,2.));}
/* ------------------------------ */
char  feq[] = "x**2";
/* ------ Fonction g ------------ */
double g(double x){return(
 pow(cos(x),2.)+sin(x)+x-3);}
/* ------------------------------ */
char  geq[] = "cos(x)**2+sin(x)+x-3";
/* ------------------------------
 f'(a) = f(a+h) - f(a-h)
          -------------
              2h
   ------------------------------ */
double Dx_1(
double (*P_f)(double x),/* Declaration de pointeur de fonction */
double a,
double h
)
{
 return( ( ((*P_f)(a+h))-((*P_f)(a-h)) ) / (2.*h) );
}
/* -----------------------------
 f''(a) = f(a+h) - 2 f(a) + f(a-h)
           ----------------------
                     h**2
   ------------------------------- */
double Dx_2(
double (*P_f)(double x),/* Declaration de pointeur de fonction */
double a,
double h
)
{
 return( (((*P_f)(a+h))-2*((*P_f)(a))+((*P_f)(a-h))) / (h*h) );
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
double x = 2.;
double h = 0.001;

printf("\n\n");

printf("  f(%.3f) = %.3f  \n",x,f(x)       );
printf(" f'(%.3f) = %.3f  \n",x,Dx_1(f,x,h));
printf("f''(%.3f) = %.3f  \n",x,Dx_2(f,x,h));

printf("\n\n");

printf("  g(%.3f) = %.3f \n",x,g(x)       );
printf(" g'(%.3f) = %.3f \n",x,Dx_1(g,x,h));
printf("g''(%.3f) = %.3f \n",x,Dx_2(g,x,h));

    printf("\n\n Press return to continue.");

 getchar();

 return 0;
}


Résultat :

  f(2.000) = 4.000
 f‘(2.000) = 4.000
f‘‘(2.000) = 2.000
.
  g(2.000) = 0.082
 g‘(2.000) = 1.341
g‘‘(2.000) = 0.398
.
Press return to continue.


La fonction FoG[modifier | modifier le wikicode]

Ici on passe les deux fonctions f et g à la fonction FoG().

La même fonction peut calculer gof, fog et fof...

Crystal Clear mimetype source c.png c04.c
La fonction FoG
/* ------------------------------ */
/* Save as c04.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------ Fonction f ------------ */
double f(double x){return( pow(x,2.));}
/* ------------------------------ */
char  feq[] = "x**2";
/* ------ Fonction g ------------ */
double g(double x){return(2.0*x + 3.0);}
/* ------------------------------ */
char  geq[] = "2.0*x + 3.0";
/* - Fonction FoG (g suivie de f)-*/
double FoG(
double (*P_F)(double x),/* Pointeur pour la premiere fonction */
double (*P_G)(double x),/* Pointeur pour la deuxieme fonction */
double a
)
{
 return((*P_F)( ((*P_G)(a))) );
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
double a = 2.0;

 printf(" f : x-> %s\n", feq);
 printf(" g : x-> %s\n", geq);
 printf(" \n\n");

   printf(" f(g(%.0f)) = %6.1f\n", a, FoG(f,g,a));
   printf(" g(f(%.0f)) = %6.1f\n", a, FoG(g,f,a));
   printf(" f(f(%.0f)) = %6.1f\n", a, FoG(f,f,a));

 printf("\n\n Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}

Résultat :

f : x-> x**2
g : x-> 2.0*x + 3.0
.
f(g(2)) = 49.0
g(f(2)) = 11.0
f(f(2)) = 16.0
.
Press return to continue.


Tableau de pointeurs de fonctions


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Nous avons des fonctions semblables. Nous voulons les associer pour pouvoir les manipuler dans des boucles. Nous allons créer un tableau de pointeurs de fonctions.

Le tableau de pointeurs de fonctions doit être déclaré avec un prototype de la même forme que celui des fonctions.


Tableau de pointeurs de fonctions[modifier | modifier le wikicode]

Les fonctions trigonométriques[modifier | modifier le wikicode]

Nous allons utiliser les fonctions trigonométriques du C.


Déclaration du tableau[modifier | modifier le wikicode]

double (*TrigF[6])(double x) = {cos,sin,tan,atan,asin,acos};
  • Toutes les fonctions ont la même forme : double fonction(double).
  • Le tableau à la même forme que les fonctions : double tableau(double).
  • Il y a six fonctions : cos, sin, tan, atan, asin, acos.


Exemple d'un appel[modifier | modifier le wikicode]

   cos(.5) == TrigF[0](.5)


Exemple à tester[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Exemple à tester
/* ------------------------------ */
/* Save as c01.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
double (*TrigF[6])(double x) = {cos,sin,tan,atan,asin,acos};

double x= .5;
int    i=  0;

 printf(" Nous avons declare un tableau "
        " de pointeurs de fonctions.\n  "
        " J'ai utilise ici les fonctions predefinie du c.\n");

  
  printf("       cos(%.1f)  = %.3f  \n",  x,     cos(x));
  printf(" TrigF[%d](%.1f)) = %.3f\n\n",i,x,TrigF[i](x));

 printf(" Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Application[modifier | modifier le wikicode]

  • Créer un tableau de valeurs des fonctions trigonométriques.
  • Imprimer le résultat dans cette ordre (sin,cos,tan,acos,asin,atan)
  • Pour .1 <= x <+ .5


Avec le résultat dans un fichier[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Avec le résultat dans un fichier
/* ------------------------------ */
/* Save as c02.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
FILE   *fp = fopen("list.txt","w");

double (*TrigF[6])(double x) = {atan,asin,acos,tan,cos,sin};

int    i= 6; 
double x= .1;

fprintf(fp,"   x || sin    cos    tan    acos   asin   atan \n");

     for(;x<=.5;x+=.1)
        {
         fprintf(fp," %.1f ||",x);
         for(i=6;i;)
            fprintf(fp," %.3f ",TrigF[--i](x));
         fprintf(fp,"\n");
        }

 fclose(fp);

 printf("\n\n Ouvrir le fichier list.txt\n");
 getchar();

 return 0;
}


Le résultat :

  x || sin    cos    tan    acos   asin   atan 
0.1 || 0.100  0.995  0.100  1.471  0.100  0.100 
0.2 || 0.199  0.980  0.203  1.369  0.201  0.197 
0.3 || 0.296  0.955  0.309  1.266  0.305  0.291 
0.4 || 0.389  0.921  0.423  1.159  0.412  0.381 
0.5 || 0.479  0.878  0.546  1.047  0.524  0.464 


Remarques :

  • Attention à l'ordre des fonctions dans la déclaration du tableau.
  • double (*TrigF[6])(double x) = {atan,asin,acos,tan,cos,sin};


Au démarrage :

  • La décrémentation ce fait dans le tableau. TrigF[--i](x)
  • Il entre 6 dans le tableau.
  • 6 est décrémenté -> 5 (avant l'appel de la fonction --i)
  • La sixième fonctions est appelé (Sin).
  • La numéro cinq. :)


Au final :

  • Il entre UN dans le tableau.
  • UN est décrémenté -> 0
  • La première fonctions est appelé (atan).
  • La numéro zéro. :))


  • i est égal à zéro en rentrant dans la boucle.
  • Le cycle est cassé. :(


Avec le résultat à l'écran[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c03.c
Avec le résultat à l'écran
/* ------------------------------ */
/* Save as c03.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
double (*TrigF[6])(double x) = {atan,asin,acos,tan,cos,sin};

int    i= 6;
double x= .1;

     for(;x<=.5;x+=.1)
       {
         printf("\n");
         for(i=6;i;) printf(" %.3f ",TrigF[--i](x));
       }

 printf("\n\n Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}


Les fonctions f‘ et f‘‘[modifier | modifier le wikicode]

Nous voulons créer la fonction Derivate pour calculer la dérivé première et seconde d'une fonction en utilisant un tableau de pointeurs de fonctions.

Voir listing en fin de page.


Déclaration du tableau[modifier | modifier le wikicode]

double (*Derivate[3])(double (*P_f)(double x),double a,double h) = {fx,Df_x,Df_xx};
  • Toutes les fonctions (fx,Df_x,Df_xx) ont la même forme : double fonction(double (*P_f)(double x) double double).
  • Le tableau à la même forme que les fonctions : double tableau(double (*P_f)(double x) double double).

Il y a trois fonctions. (0,1,2)= {fx, Df_x, Df_xx}. La fonction fx donne f.

  • Supprimer cette fonction et travailler sur deux fonctions.
  • Réfléchissez.


Exemple d'un appel[modifier | modifier le wikicode]

     f(x) == Derivate[0](f,x,0.)


  • Derivate[0] donne f(x).
  • Voir la fonction fx() la première fonction du tableau.
  • h = 0 dans cet appel parce qu'il n'est pas utilisé (voir code de fx())


Exemple à tester[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c04.c
Exemple à tester
/* ------------------------------ */
/* Save as c04.c                  */
/* ------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include     <math.h>
/* ------------------------------ */
/* ------------------------------ */
double f(double x){return( pow(x,2.));}
/* ------------------------------ */
char  feq[] = "x**2";
/* ------------------------------ */
/* ------------------------------ */
double g(double x){return(
 pow(cos(x),2.)+sin(x)+x-3);}
/* ------------------------------ */
char  geq[] = "cos(x)**2+sin(x)+x-3";
/* ------------------------------ */
/* ------------------------------ */
double fx(
double (*P_f)(double x),
double a,
double h
)
{
 return( ((*P_f)(a)) );
}
/* ------------------------------
 f'(a) = f(a+h) - f(a-h)
          -------------
              2h
   ------------------------------ */
double Df_x(
double (*P_f)(double x),
double a,
double h
)
{
 return( ( ((*P_f)(a+h))-((*P_f)(a-h)) ) / (2.*h) );
}
/* -----------------------------
 f''(a) = f(a+h) - 2 f(a) + f(a-h)
           ----------------------
                     h**2
   ------------------------------- */
double Df_xx(
double (*P_f)(double x),
double a,
double h
)
{
 return( (((*P_f)(a+h))-2*((*P_f)(a))+((*P_f)(a-h))) / (h*h) );
}
/* ------------------------------ */
int main(void)
{
double (*Derivate[3])(double (*P_f)(double x),
                      double a,
                      double h) = {fx,Df_x,Df_xx};
double a = 2;
double h = 0.001;

printf("\n\n");

printf("  f(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,      f(a),  Derivate[0](f,a,0));
printf(" f'(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,Df_x (f,a,h),Derivate[1](f,a,h));
printf("f''(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,Df_xx(f,a,h),Derivate[2](f,a,h));

printf("\n\n");

printf("  g(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,      g(a),  Derivate[0](g,a,0));
printf(" g'(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,Df_x (g,a,h),Derivate[1](g,a,h));
printf("g''(%.3f) = %.3f = %.3f \n",a,Df_xx(g,a,h),Derivate[2](g,a,h));

 printf("\n\n Press return to continue.");
 getchar();

 return 0;
}


Fichiers h : Fichiers h partagés

Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Vous trouverez dans cette section une suite de fichiers h. Installer ces fichiers dans votre répertoire de travail. Ils seront appelés par le fichier "x_ahfile.h" de chaque exemple.

Ces fichiers ne sont pas utilisés pour la géométrie de la tortue.

En pratique[modifier | modifier le wikicode]

  • xdef.h
    PI
    Déclaration de pi.
    clrscrn();
    Effacer la fenêtre du terminal Dos.
    Pause();
    Une pause d'une seconde pour les animations.
    NewName();
    Créer une liste de noms de fichiers.
  • xplt.h
    i_WGnuplot();
    Contrôler la fenêtre de gnuplot 2d.
    i_WsGnuplot();
    Contrôler la fenêtre de gnuplot 3d.
    i_VGnuplot();
    Contrôler la vue de la fonction 3d.
  • xspv.h
    i_point2d();
    Initialiser un point en 2d.
    i_point3d();
    Initialiser un point en 3d.
    i_vector2d();
    Initialiser un vecteur en 2d.
    i_vector3d();
    Initialiser un vecteur en 3d.
  • xfx_x.h
Dérivées de f(x);
  • xfxy_x.h
Dérivées partielles de f(x,y);
  • xfxyz_x.h
Dérivées partielles de f(x,y,z);


Fichiers h : xdef


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xdef.h
Définitions générales
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xdef.h                  */
/* ------------------------------------ */
#ifndef PI
#define PI               3.14159265359
#endif
/* ------------------------------------ */
void clrscrn(void)
{
  printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n"
         "\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n"
         "\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
}
/* ------------------------------------ */
void Pause(void)
{
int i=300;
int j;

  while(--i){j=600000;while(--j);}
}
/* ------------------------------------ */
/* First file name :                    */
/*                                      */
/* char fname[]= "a_paaa";              */
/* ------------------------------------ */
char *NewName(
char *name
)
{
            if(name[5]<'z')
 
               ++name[5];
 
       else if(name[4]<'z')
              {
                 name[5]='a';
               ++name[4];
              }
       else if(name[3]<'z')
              {
                 name[5]='a';
                 name[4]='a';
               ++name[3];
              }
 
 return(name);
}


Fichiers h : xplt


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xplt.h
Définition d'intervalles pour le tracé
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xplt.h                  */
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double xmini;  double xmaxi;
 double ymini;  double ymaxi;

}W_Ctrl, *PW_Ctrl;
/* ------------------------------------ */
W_Ctrl i_WGnuplot(
 double xmini,  double xmaxi,
 double ymini,  double ymaxi
)
{
W_Ctrl w = {xmini,xmaxi,ymini,ymaxi};

return (w);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double xmini;  double xmaxi;
 double ymini;  double ymaxi;
 double zmini;  double zmaxi;

}Ws_Ctrl, *PWs_Ctrl;
/* ------------------------------------ */
Ws_Ctrl i_WsGnuplot(
 double xmini,  double xmaxi,
 double ymini,  double ymaxi,
 double zmini,  double zmaxi
)
{
Ws_Ctrl w = {xmini,xmaxi,ymini,ymaxi,zmini,zmaxi};

return (w);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double rot_x;  double rot_z;
 double scale;  double scale_z;

}View_Ctrl, *PView_Ctrl;
/* ------------------------------------ */
View_Ctrl i_VGnuplot(
 double rot_x,  double rot_z,
 double scale,  double scale_z
)
{
View_Ctrl V = {rot_x,rot_z,scale_z,scale_z};

return (V);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double mini;  double maxi;
 double step;

}t_Ctrl, *Pt_Ctrl;
/* ------------------------------------ */
t_Ctrl i_time(
 double mini,  double maxi,
 double step
)
{
t_Ctrl t = {mini,maxi,step};

return (t);}


Fichiers h : xspv


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xspv.h
Définition des types de points et de vecteurs
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xspv.h                  */
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double x;  double y;

}point2d, *Ppoint2d;
/* ------------------------------------ */
point2d i_point2d(
 double x,  double y
)
{
point2d p = {x,y};

return (p);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double x;  double y;  double z;

}point3d, *Ppoint3d;
/* ------------------------------------ */
point3d i_point3d(
double x,  double y,  double z
)
{
point3d p = {x,y,z};

return (p);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double i;  double j;

}vector2d, *Pvector2d;
/* ------------------------------------ */
vector2d i_vector2d(
 double i,  double j
)
{
vector2d v = {i,j};

return (v);}
/* ------------------------------------ */
typedef struct
{
 double i;  double j;  double k;

}vector3d, *Pvector3d;
/* ------------------------------------ */
vector3d i_vector3d(
 double i,  double j,  double k
)
{
vector3d v = {i,j,k};

return (v);}


Fichiers h : xfx x


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xfx_x.h
Dérivation de fonctions df(x)/dx
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xfx_x.h                 */
/* ------------------------------------
 f'(a) = f(a+h) - f(a-h)
          -------------
              2h
   ----------------------------------  */
double fx_x(
double (*P_f)(double x),
double a,
double h
)
{
 return( ( ((*P_f)(a+h))-((*P_f)(a-h)) ) / (2.*h) );
}
/* ------------------------------------
 f''(a) = f(a+h) - 2 f(a) + f(a-h)
           ----------------------
                     h**2
   ----------------------------------  */
double fx_xx(
double (*P_f)(double x),
double a,
double h
)
{
 return( (((*P_f)(a+h))-2*((*P_f)(a))+((*P_f)(a-h))) / (h*h) );
}


Fichiers h : xfxy x


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xfxy_x.h
Dérivation de fonction df(x,y)/dx
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xfxy_x.h                */
/* ------------------------------------ */
double fxy_x(
double (*P_f)(double x, double y),
double   h,
point2d  p
)
{
double tplsh;
double tmnsh;

 tplsh = ((*P_f)(p.x+h,p.y));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x-h,p.y));

 return(( tplsh-tmnsh)/(2.*h) );
}
/* ------------------------------------ */
double fxy_y(
double (*P_f)(double x, double y),
double   h,
point2d  p
)
{
double tplsh;
double tmnsh;

 tplsh = ((*P_f)(p.x,p.y+h));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x,p.y-h));

 return(( tplsh-tmnsh)/(2.*h) );
}
/* ------------------------------------ */
double fxy_xx(
double (*P_f)(double x, double y),
double   h,
point2d  p
)
{
double t;
double tplsh;
double tmnsh;

 t     = ((*P_f)(p.x  , p.y));
 tplsh = ((*P_f)(p.x+h, p.y));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x-h, p.y));

 return( (tplsh-2*t+tmnsh)/(h*h) );
}
/* ------------------------------------ */
double fxy_yy(
double (*P_f)(double x, double y),
double   h,
point2d  p
)
{
double t;
double tplsh;
double tmnsh;

 t     = ((*P_f)(p.x, p.y  ));
 tplsh = ((*P_f)(p.x, p.y+h));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x, p.y-h));

 return( (tplsh-2*t+tmnsh)/(h*h) );
}


Fichiers h : xfxyz x

Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Installer ce fichier dans votre répertoire de travail.

Crystal Clear mimetype source h.png xfxyz_x.h
Dérivation de fonction df(x,y,z)/dx
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xfxyz_x.h               */
/* ------------------------------------ */
double fxyz_x(
double (*P_f)(double x, double y, double z),
double   h,
point3d  p
)
{
double tplsh;
double tmnsh;
 
 tplsh = ((*P_f)(p.x+h,p.y,p.z));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x-h,p.y,p.z));
 
 return(( tplsh-tmnsh)/(2.*h) );
}
/* ------------------------------------ */
double fxyz_y(
double (*P_f)(double x, double y, double z),
double   h,
point3d  p
)
{
double tplsh;
double tmnsh;
 
 tplsh = ((*P_f)(p.x,p.y+h,p.z));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x,p.y-h,p.z));
 
 return(( tplsh-tmnsh)/(2.*h) );
}
/* ------------------------------------ */
double fxyz_z(
double (*P_f)(double x, double y, double z),
double   h,
point3d  p
)
{
double tplsh;
double tmnsh;
 
 tplsh = ((*P_f)(p.x,p.y,p.z+h));
 tmnsh = ((*P_f)(p.x,p.y,p.z-h));
 
 return(( tplsh-tmnsh)/(2.*h) );
}


Application : Fonction Heaviside


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La fonction Heaviside dans Wikipedia.

La fonction Heaviside[modifier | modifier le wikicode]


Présentation[modifier | modifier le wikicode]

Voici une possibilité pour la déclaration de la fonction Heaviside.

/* ------------------------------------ */
double H(
double x)
{
       if(x>0.)return(1.);
       else    return(0.);
}
/* ------------------------------------ */


N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
La fonction
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c01.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" H : if(x>0) 1 else 0 \n");

      G_plot(i_WGnuplot(-2.,20.,-1.,2.),
             i_time(-2.,20.,0.001),
             H);

 printf("\n  load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n  Press return to continue         ");
 getchar();

 return 0;
}


Une application[modifier | modifier le wikicode]

Nous allons simplement appeler la fonction Heaviside dans une boucle for.

Pour obtenir une somme : Sum((-1)^n*H(x-n),n=0..20)


Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Une application
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c02.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
double v(
double x)
{
double n=0, r=0;

 for(;n<20;++n) r += pow(-1,n)*H(x-n);

 return(r);
}
char veq[] = "Sum((-1)^n*H(x-n),n=0..20)";
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" H : if(x>0) 1 else 0 \n\n"
        " v : x-> %s           \n\n",veq);

      G_plot(i_WGnuplot(-2.,20.,-1.,2.),
             i_time(-2.,20.,0.001),
             v);

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue         ");
 getchar();

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Heaviside02


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include "xdef.h"
#include "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "fh.h"
#include  "g_f.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fh.h
La fonction Heaviside
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  fh.h                     */
/* ------------------------------------ */
double H(
double x)
{
       if(x>0.)return(1.);
       else    return(0.);
}
/* ------------------------------------ */


Crystal Clear mimetype source h.png g_f.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   g_f.h                   */
/* ------------------------------------ */
void G_plot(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double (*P_f1)(double x)
)
{
FILE  *fp;
double  t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"data\" with line lt 3\n"
           " reset",
             W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi);
 fclose(fp);

        fp = fopen("data","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.3f   %6.3f\n",t,(*P_f1)(t));
 fclose(fp);
}


Conclusion[modifier | modifier le wikicode]

Certains résultats sont vraiment surprenants en associant la fonction heaviside et la fonction sinus.

Heaviside03


Application : Tangente


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner la tangente[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = 2;

 printf("  f : x-> %s\n\n",   feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n\n",Dfeq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :",c);
 printf("\n\n    y = f'(c) (x-c) + f(c) =");
 eq_Tan(c,f,Df);

 G_Tan(i_WGnuplot(-7, 7,-2,2),
       c,
       feq,
       f,
       Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot.\n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 f : x->  cos(x)
 f': x->  (-sin(x)) 
.
With c = 2.000, the equation of the tangent is :
.
   y = f'(c) (x-c) + f(c) = -0.909*x +1.402
.
load "a_main.plt" with gnuplot.


Résultat dans gnuplot
Tangente01


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"
#include    "k_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------ f --------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' ------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png k_tan.h
Equation de la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    k_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]


   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=c
   a = f'(c)
   b = f(c) - f'(c)c
   ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}
/* ------------------------------------ */
void eq_Tanf(
FILE *fp,
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
fprintf(fp," %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_Tan(
W_Ctrl w,
double c,
  char    fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");

fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
           " set zeroaxis\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f lw 3\n"
           " reset",
            w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
            fEQ,
            (*PDf)(c),
            (-(*PDf)(c)* c + (*P_f)(c)));

 fclose(fp);
}


Exemple avec la sortie dans le fichier "a_out.txt"[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01f.c
Sortie dans un fichier
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01f.c                  */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
FILE *fp = fopen("a_out.txt","w");
double c = 0;

fprintf(fp,"  f : x-> %s\n\n",   feq);
fprintf(fp,"  f': x-> %s\n\n\n",Dfeq);

fprintf(fp," With c = %0.3f, the equation of the tangent is :",c);
fprintf(fp,"\n\n    y = f'(c) (x-c) + f(c) =");
eq_Tanf(fp,c,f,Df);

G_Tan(i_WGnuplot(-7, 7,-2,2),c,feq,f,Df);

fprintf(fp," load \"a_main.plt\" with gnuplot.");
 fclose(fp);

 printf(" Read \"a_out.txt\".\n"
        " Press return to continue");

  getchar();

 return 0;
}


Le résultat dans le fichiers "a_out.txt"

 f : x->  cos(x)
 f': x->  (-sin(x)) 
 .
With c = 0.000, the equation of the tangent is :
.
   y = f'(c) (x-c) + f(c) = -0.000*x +1.000
.
load "a_main.plt" with gnuplot.


Résultat dans gnuplot
Tangente02


Application : Champ de tangentes


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner un champ de tangentes 1[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f1.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" The equation of the tangent is : \n\n");
 printf("       y = f'(c) (x-c) + f(c)     \n\n");

  G_TanA(i_WGnuplot(-10,10,-400,300),
         i_time(-24.,24.,1),
         feq,
         f,
         Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Tangente01


Dessiner un champ de tangentes 2[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Dessiner la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c02.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" The equation of the tangent is : \n\n");
 printf("       y = f'(c) (x-c) + f(c)     \n\n");

  G_TanA(i_WGnuplot(-2*PI, 2*PI,-4,8),
         i_time(-2.,2.,.1),
         feq,
         f,
         Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Tangente01


Dessiner un champ de normales 3[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c03.c
Dessiner un champ de normales 3
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c03.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f3.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" The equation of the tangent is : \n\n");
 printf("       y = f'(c) (x-c) + f(c)     \n\n");

  G_NorA(i_WGnuplot(-2,2,-1,2.4),
         i_time(-2,2,.05),
         feq,
         f,
         Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Tangente01


Dessiner un champ de normales 4[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c04.c
Dessiner un champ de normales 4
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c04.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f1.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" The equation of the tangent is : \n\n");
 printf("       y = f'(c) (x-c) + f(c)     \n\n");

  G_NorA(i_WGnuplot(-2, 2,-1.7,1.7),
         i_time(-2.,2.,.05),
         feq,
         f,
         Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Tangente01

Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
#include     "xdef.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f1.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f1.h                    */
/* ----------- f ---------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       3*x*x-2*x-5);
}
char  feq[] = " 3*x**2-2*x-5";
/* ------------ f' --------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(        6*x-2 );
}
char Dfeq[] = " 6*x-2 ";


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ----------- f ---------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' --------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png f3.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f3.h                    */
/* ----------- f ---------------------- */
double f(
double x)
{
 return(        x*x);
}
char  feq[] = " x**2";
/* ------------ f' --------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(        2*x );
}
char Dfeq[] = " 2*x ";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
Les fonctions graphiques
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_TanA(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
  char    fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");
double p = Pic.mini;

fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\"\n"
           " set zeroaxis\n"
           " unset key\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n",
                 w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
                 fEQ);

for(;p<Pic.maxi;p+=Pic.step)
    fprintf(fp," %0.6f*x %+0.6f, \\\n",
           (*PDf)(p), (-(*PDf)(p)*p+(*P_f)(p)) );

     fprintf(fp," %0.6f*x %+0.6f\n",
           (*PDf)(p), (-(*PDf)(p)*p+(*P_f)(p)) );

fprintf(fp," reset");
 fclose(fp);
}
/* ------------------------------------ */
void G_NorA(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
  char    fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");
double p = Pic.mini;

fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\"\n"
           " set size ratio -1\n"
           " set zeroaxis\n\n"
           " unset key\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n",
                 w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
                 fEQ);

for(;p<Pic.maxi;p+=Pic.step)
    fprintf(fp," %0.6f*x %+0.6f, \\\n",
           (-1/(*PDf)(p)), (1/(*PDf)(p)*p+(*P_f)(p)) );

     fprintf(fp," %0.6f*x %+0.6f\n",
           (-1/(*PDf)(p)), (1/(*PDf)(p)*p+(*P_f)(p)) );

fprintf(fp," reset");
 fclose(fp);
}


Application : Tangente et axes x-y


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner les points d'intersection de la tangente avec les axes x/y
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = 1;

 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf(" Df : x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of"
           " the tangent is :\n\n"
           "      y =  Df(c) (x-c) + f(c) = ",c);
eq_Tan(c,f,Df);

 printf(" Find at c = %0.3f\n\n"
        " the intersection points of the"
        " tangent with the x-y axis.\n\n",c);

 printf(" P(%5.3f, %5.3f)     P(c, f(c))\n",
        c,f(c));

 printf(" A(%5.3f, 0.000)     A(c-f(c)/Df(c), 0)\n",
        c-(f(c))/(Df(c)));

 printf(" B(    0, %5.3f)     B(0, f(c)-c Df(c))\n",
        f(c)-((Df(c))*c));

 G_Tan_xy(i_WGnuplot(-7,7,-2,2),
          c,
          feq,
          f,Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 f : x->  cos(x)  
Df : x->  (-sin(x)) 
.
With c = 1.000, the equation of the tangent is :
.
     y =  Df(c) (x-c) + f(c) =  -0.841*x +1.382
.
.
Find at c = 1.000
.
the intersection points of the tangent with the x-y axis.
.
P(1.000, 0.540)     P(c, f(c))
A(1.642, 0.000)     A(c-f(c)/Df(c), 0)
B(    0, 1.382)     B(0, f(c)-c Df(c))
.
load "a_main.plt" with gnuplot.
Résultat dans gnuplot
Tangente03


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"
#include    "k_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------ f --------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' ------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png k_tan.h
Equation de la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    k_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]

   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=c
   a = f'(c)
   b = f(c) - f'(c)c
   ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}
/* ------------------------------------ */
void eq_Tanf(
FILE *fp,
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
fprintf(fp," %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_Tan_xy(
W_Ctrl w,
double c,
  char fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE   *fp;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
           " set zeroaxis \n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] "
           " %s,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,\\\n"
           " \"a_p.plt\" lt 1,\\\n"
           " \"a_a.plt\" lt 1,\\\n"
           " \"a_b.plt\" lt 1\n"
           " reset",
            w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
            fEQ,
  ((*PDf)(c)),  (-((*PDf)(c))*c+((*P_f)(c))) );
 fclose(fp);

       *fp = fopen(   "a_p.plt","w");
fprintf(fp," %0.6f   %0.6f",
             c, ((*P_f)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen(   "a_a.plt","w");
fprintf(fp," %0.6f   0.",
c-((*P_f)(c))/((*PDf)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen(   "a_b.plt","w");
fprintf(fp," 0.   %0.6f",
((*P_f)(c))-(((*PDf)(c))*c));
 fclose(fp);
}


Un exemple avec la fonction sin.


Résultat dans gnuplot
Tangente04


Application : Tangente de P à l'axes des x


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer la longeur de P(c,f(c) à l'axe de x.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = .5;

 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  Df: x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :\n\n"
        "      y =  Df(c) (x-c) + f(c) = ",c);
 eq_Tan(c,f,Df);

 printf(" Find PA, the length of the tangent from P to the x axis.\n\n");

 printf(" P(%5.3f, %5.3f)           P(c, f(c))       \n",
        c,f(c));

 printf(" A(%5.3f, 0.000)           A(c-f(c)/Df(c), 0)\n\n\n",
          c-(f(c)/Df(c)));

 printf(" PA =  sqrt(f(c)**2*(1 +(1/Df(c)**2))) = %6.3f\n\n\n",
        sqrt(pow(f(c),2)*(1+(1/pow(Df(c),2)))));

 G_TanPx      (i_WGnuplot(-2,4,-1,2),
                 c,
               feq,f,Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 f : x->  cos(x)  
 Df: x->  (-sin(x)) 
.
With c = 0.500, the equation of the tangent is :
.
     y =  Df(c) (x-c) + f(c) =  -0.479*x +1.117
.
Find PA, the length of the tangent from P to the x axis.
.
P(0.500, 0.878)           P(c, f(c))       
A(2.330, 0.000)           A(c-f(c)/Df(c), 0)
.
PA =  sqrt(f(c)**2*(1 +(1/Df(c)**2))) =  2.030
.
load "a_main.plt" with gnuplot.
Résultat dans gnuplot
Tangente05


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"
#include    "k_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------ f --------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' ------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png k_tan.h
Equation de la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    k_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]


   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=c
   a = f'(c)
   b = f(c) - f'(c)c
   ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}
/* ------------------------------------ */
void eq_Tanf(
FILE *fp,
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
fprintf(fp," %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_TanPx(
W_Ctrl w,
double c,
  char    fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE   *fp;

        fp = fopen("a_main.plt","w");   
fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
           " set zeroaxis \n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,\\\n"
           " \"a_xaxe.plt\" with linesp lt 3 \n"
           " reset",
             w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
            fEQ,
       (*PDf)(c),-(*PDf)(c)*c+(*P_f)(c) );
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_xaxe.plt","w");
fprintf(fp," %0.6f   %0.6f\n",c,(*P_f)(c) );
fprintf(fp," %0.6f   0.   \n",
c-((*P_f)(c)/(*PDf)(c)));
 fclose(fp);
}


Même exemple avec la fonction sin.

Résultat dans gnuplot
Tangente06


Application : Tangente de P à l'axes des y


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer la longeur de P(c,f(c) à l'axe de y.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = .5;

 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  Df: x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :\n\n"
        "      y =  Df(c) (x-c) + f(c) = ",c);
 eq_Tan(c,f,Df);

 printf(" Find PB, the length of the tangent from P to the y axis.\n\n");

 printf(" P(%5.3f,  %5.3f)    P(c, f(c))          \n", 
        c, f(c));

 printf(" B(0.000,  %5.3f)    B(0, f(c)-c*Df(c))\n\n", 
        f(c)-c*Df(c));

 printf(" PB = sqrt(c**2*(1+Df(c)**2)) = %6.3f \n\n", 
 sqrt(c*c*(1+pow(Df(c),2))));

 G_TanPy      (i_WGnuplot(-2,4,-1,2),
                 c,
               feq,f,Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 f : x->  cos(x)  
 Df: x->  (-sin(x)) 
.
With c = 0.500, the equation of the tangent is :
.
     y =  Df(c) (x-c) + f(c) =  -0.479*x +1.117
.
Find PB, the length of the tangent from P to the y axis.
.
P(0.500,  0.878)    P(c, f(c))          
B(0.000,  1.117)    B(0, f(c)-c*Df(c))
.
PB = sqrt(c**2*(1+Df(c)**2)) =  0.554 
.
load "a_main.plt" with gnuplot.
Résultat dans gnuplot
Tangente07


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"
#include    "k_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------ f --------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' ------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png k_tan.h
Equation de la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    k_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]

   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=c
   a = f'(c)
   b = f(c) - f'(c)c
   ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}
/* ------------------------------------ */
void eq_Tanf(
FILE *fp,
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
fprintf(fp," %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_TanPy(
W_Ctrl w,
double c,
  char fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE   *fp;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f, \\\n"
           " \"a_yaxe.plt\" with linesp lt 3\n"
           " reset",
             w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
             fEQ, 
    ((*PDf)(c)) ,(-((*PDf)(c))* c + ((*P_f)(c))));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_yaxe.plt","w");
fprintf(fp," %0.5f   %0.5f\n",c,((*P_f)(c)));
fprintf(fp," 0.000   %0.5f", 
((*P_f)(c))-(((*PDf)(c))*c));
 fclose(fp);
}


Même exemple avec la fonction sin.

Résultat dans gnuplot
Tangente08


Application : Sous tangente


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer la longeur de la sous tangente.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = .5;

 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  Df: x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :\n\n"
        "      y =  Df(c) (x-c) + f(c) = ",c);
 eq_Tan(c,f,Df);

 printf(" Find AM, the length of the under tangent.\n\n");

 printf(" P(%5.3f, %5.3f)         P(c, f(c))    \n", 
        c, f(c));

 printf(" A(%5.3f, 0.000)         A(c-f(c)/Df(c), 0)\n", 
        c-(f(c)/Df(c)));
 printf(" M(%5.3f, 0.000)         M( c, 0)\n\n\n", c);

 printf(" AM = sqrt((f(c)**2)/(Df(c)**2)) = %6.3f\n\n\n", 
         sqrt(f(c)*f(c)*(1/(Df(c)*Df(c)))));

  G_TanxM    (i_WGnuplot(-2,4,-1,2),
                 c,
               feq,f,Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 f : x->  sin(x)  
 Df: x->  (cos(x)) 
.
With c = 0.500, the equation of the tangent is :
.
     y =  Df(c) (x-c) + f(c) =  0.878*x +0.041
.
Find AM, the length of the under tangent.
.
P(0.500, 0.479)         P(c, f(c))    
A(-0.046, 0.000)         A(c-f(c)/Df(c), 0)
M(0.500, 0.000)         M( c, 0)
.
AM = sqrt((f(c)**2)/(Df(c)**2)) =  0.546
.
load "a_main.plt" with gnuplot.
Résultat dans gnuplot
Tangente09


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"
#include    "k_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------ f --------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' ------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png k_tan.h
Equation de la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    k_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]


   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=c
   a = f'(c)
   b = f(c) - f'(c)c
   ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}
/* ------------------------------------ */
void eq_Tanf(
FILE *fp,
double    c,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
fprintf(fp," %0.3f*x %+0.3f\n\n\n", 
 (*PDf)(c), (*P_f)(c) - (*PDf)(c)*c );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_TanxM(
W_Ctrl w,
double c,
  char   fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE   *fp;

        fp = fopen("a_main.plt","w");  
fprintf(fp," set zeroaxis \n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " %s,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,\\\n"
           " \"a_px.plt\" with linesp lt 3,\\\n"
           " \"a_am.plt\" with linesp lt 4 \n"
           " reset",
             w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,fEQ,
        ((*PDf)(c)),(-(*PDf)(c)*c+(*P_f)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_px.plt",  "w");
fprintf(fp," %0.6f   %0.6f\n", c,((*P_f)(c)));
fprintf(fp," %0.6f   0.",
 c-(((*P_f)(c))/((*PDf)(c))) );
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_am.plt",  "w"); 
fprintf(fp," %0.6f   0.\n",
c-(((*P_f)(c))/((*PDf)(c))));
fprintf(fp," %0.6f   0.", c);
 fclose(fp);
}


Même exemple avec la fonction sin.

Résultat dans gnuplot
Tangente10


Application : Cercle de courbure


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Le cercle de courbure dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner un cercle de courbure pour une fonction f(x).
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fb.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double x = 0.;
double e = .001;

   circle("a_circle.plt",
          1./K_y_2d(f,x,e),
          h_y_2d(f,x,e),
          k_y_2d(f,x,e));

   G_C_2d(i_WGnuplot(-4.,4.,-2.,2.),
          f,x,e,
          feq);

 clrscrn();

 printf(" If a smooth curve C is the graph of y = f(x),\n"
        " then the curvature K at P(x,y) is\n\n\n"
        " K = |y''| / [1 + y'^2]^(3/2)     \n\n\n"

        " If P(x,y) is a point on the graph "
        "of y = f(x)  \n"
        " at which K != 0. The point M(h,k)"
        " is the center\n"
        " of the cuvature for P if   \n\n\n"
        " h = x - y'[1 + y'^2] / y''     \n"
        " k = y +   [1 + y'^2] / y'' \n\n\n"

        " The radius is r = 1/K \n\n\n"

        " Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n");

 printf("\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente20
Résultat dans gnuplot
Tangente21
Résultat dans gnuplot
Tangente22


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include    "xfx_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include  "kradius.h"
#include     "kg_c.h"
#include  "kcircle.h"


Crystal Clear mimetype source h.png kradius.h
Coordonnées du cercle
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kradius.h               */
/* ------------------------------------ */
double K_y_2d(
double (*P_f)(double x),
double x,
double e
)
{
double a = fx_x((*P_f),x,e);

 return(fabs(fx_xx((*P_f),x,e))
                   /
             pow(1+a*a,3./2.));
}
/* ------------------------------------ */
double h_y_2d(
double (*P_f)(double x),
double x,
double e
)
{
double a = fx_x((*P_f),x,e);

 return(x - ( ( a*(1+a*a) )
              /
        fx_xx((*P_f),x,e)));
}
/* ------------------------------------ */
double k_y_2d(
double (*P_f)(double x),
double x,
double e
)
{
double a = fx_x((*P_f),x,e);

 return((*P_f)(x) + (    (1+a*a)
                  /
           fx_xx((*P_f),x,e)));
}


Crystal Clear mimetype source h.png fb.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fb.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x)
{
        return( cos(x));
}
char  feq[] =  "cos(x)";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_c.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_c.h                  */
/* ------------------------------------ */
void G_C_2d(
W_Ctrl W,
double (*P_f)(double x),
double x,
double e,
char   feq[]
)
{
FILE   *fp;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," reset\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set size ratio -1\n"
           " set grid\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"a_radius.plt\" with linespoints,\\\n"
           " \"a_circle.plt\" with line,\\\n"
           " %s with line\n",
    W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,feq);
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_radius.plt","w");
fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",h_y_2d((*P_f),x,e),
                              k_y_2d((*P_f),x,e));
fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",x,(*P_f)(x));
 fclose(fp);

 Pause();
}


Crystal Clear mimetype source h.png kcircle.h
Le cercle
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kcircle.h               */
/* ------------------------------------ */
void circle(
char   Name[FILENAME_MAX],
double r,
double x,
double y
)
{
FILE   *fp = fopen(Name,"w");
double   t = 0.;

for(;t<2.01*PI;t+=.1)
fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",r*cos(t)+x,r*sin(t)+y);
 fclose(fp);
}


Application : Méthode de Newton


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Méthode de Newton dansWikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer le point d'intersection entre g et h.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
int         n = 5;
double FirstA = 0.5;

 clrscrn();
 printf(" Use Newton's method to approximate"
        " the intersection point of :\n\n");
 printf(" g : x-> %s\n\n", geq);
 printf(" and\n\n");
 printf(" h : x-> %s\n\n", heq);

 G_gh(i_WGnuplot(-4,4,-4,4), geq,heq);

 printf(" To see the graphs of g and h, open the"
        " file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n"
        " You can see that, the intersection"
        " point is between 0.0 and 1.0.\n\n"
        " Choose x = %.1f as a first approximation.\n\n",FirstA);
 getchar();

 clrscrn();
 printf(" In fact we want find sin(x) = cos(x)"
        " or sin(x) - cos(x) = 0.\n\n"
        " We want find a root of\n\n"
        " f : x-> %s\n\n", feq);
 getchar();

 clrscrn();
 printf(" As a first approximation x = %.1f \n\n"
        " The Newton's method give :        \n\n",FirstA);

     G_gh_x_0(i_WGnuplot(-4,4,-4,4),
               geq,
               heq,
                 g,
               Newton_s_Method(FirstA,n,f,Df));

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot. "
        "\n\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Use Newton's method to approximate the intersection point of :
g : x-> sin(x)
and
h : x-> cos(x)
.
To see the graphs of g and h, open the file "a_main.plt" with Gnuplot.
.
You can see that, the intersection point is between 0.0 and 1.0.
Choose x = 0.5 as a first approximation.
In fact we want find sin(x) = cos(x) or sin(x) - cos(x) = 0.
We want find a root of
.
f : x-> sin(x) - cos(x)
.
As a first approximation x = 0.5 
.
The Newton's method give :        
.
x[1] = 0.500000000000000
x[2] = 0.793407993026023
x[3] = 0.785397992096516
x[4] = 0.785398163397448
x[5] = 0.785398163397448
.
load "a_main.plt" with gnuplot.


Résultat dans gnuplot
Tangente11

Un autre exemple avec :

As a first approximation x = -2.5 
.
The Newton's method give :        
.
x[1] = -2.500000000000000
x[2] = -2.355194920430497
x[3] = -2.356194490525248
x[4] = -2.356194490192345
x[5] = -2.356194490192345


Résultat dans gnuplot
Tangente12


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h               */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include  "knewton.h"
#include    "kg_gh.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ------------------------------------ */
double g(
double x)
{
        return(sin(x));
}
char  geq [] = "sin(x)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double x)
{
          return(cos(x));
}
char  Dgeq [] = "cos(x)";
/* ------------------------------------ */
/* ------------------------------------ */
double h(
double x)
{
        return(cos(x));
}
char  heq [] = "cos(x)";
/* ------------------------------------ */
double Dh(
double x)
{
          return(- sin(x));
}
char  Dheq [] = "- sin(x)";
/* ------------------------------------ */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x)
{
         return(sin(x) - cos(x));
}
char  feq [] = "sin(x) - cos(x)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double x)
{
          return(cos(x) + sin(x));
}
char  Dfeq [] = "cos(x) + sin(x)";


Crystal Clear mimetype source h.png knewton.h
Méthode de Newton
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   knewton.h               */
/* ------------------------------------
   x_n+1 = x_n -  f(x_n)
                 ------
                 f'(x_n)
  ------------------------------------ */
double Newton_s_Method(
double x,
   int imax,
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
int i=1;

   for(;i<=imax;i++)
      {
       printf(" x[%d] = %.15f\n",i,x);
       x -= ((*P_f)(x))/((*PDf)(x));
      }
return(x);
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_gh.h
Fonctions graphiques
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_gh.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_gh(
W_Ctrl w,
  char geq[],
  char heq[]
)
{
FILE   *fp = fopen("a_main.plt","w");

fprintf(fp," set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n"
           " %s  \n"
           " reset",
           w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
           geq,heq);

 fclose(fp);
}
/* ------------------------------------ */
void G_gh_x_0(
W_Ctrl  w,
  char  geq[],
  char  heq[],
double (*P_g)(double x),
double  x_0
)
{
FILE   *fp = fopen("a_main.plt","w");
FILE   *fq = fopen( "a_x_0.plt","w");

fprintf(fp," set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " %s, \\\n"
           " %s, \\\n"
           " \"a_x_0.plt\" pt 7 ps 3 \n"
           " reset",
           w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
           geq,heq);
 fclose(fp);

fprintf(fq," %0.6f   %0.6f", x_0,(*P_g)(x_0));
 fclose(fq);
}


Application : Tangente d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner la tangente d'une courbe[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner la tangente d'une courbe
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fe.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" Let C be the curve consisting of all"
        " ordered pairs (f(t),g(t)).\n\n"
        " With\n\n"
        " f : t-> %s\n\n"
        " g : t-> %s\n\n", feq, geq);

     G_Tan( i_WGnuplot(-10.,10.,-5.,5.),
            i_time(0,2.*PI,.05),
            2.,
            f,g,DgDf);

 printf(" To see the curve C, open the file \"a_main.plt\""
        " with Gnuplot.\n\n"
        "\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente14


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fe.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fe.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*sin(k1*t) );
}
char  feq[] =  "a*sin(k1*t)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*cos(k1*t)*k1);
}
char  Dfeq[] =  "a*cos(k1*t)*k1";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return( b*cos(k2*t) );
}
char  geq[] =  "b*cos(k2*t)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return(  -b*sin(k2*t)*k2 );
}
char  Dgeq[] =  "-b*sin(k2*t)*k2";
/* ------------------------------------ */
double DgDf(
double t)
{
        return(Dg(t)/Df(t));
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_Tan(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double c,
double (*P_f) (double t),
double (*P_g) (double t),
double (*PDgDf)(double t)
)
{
FILE   *fp;
double t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"data.plt\" with linesp lt 3 pt 1,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f\n"
           " reset",
             W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,
             (*PDgDf)(c),
             (-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
 fclose(fp);

             fp = fopen("data.plt","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.6f   %6.6f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t));
      fclose(fp);
}


Application : Tangente et axes x-y d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner les points d'intersection de la tangente avec les axes x/y
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fe.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = PI/2.+.2;

 printf(" Let C be the curve consisting of all"
        " ordered pairs (f(t),g(t)).\n\n"
        " With\n\n"
        " f : t-> %s\n\n"
        " g : t-> %s\n\n", feq, geq);

 printf(" Find at c = %0.3f\n\n"
        " the intersection points of "
        "the tangent with the x-y axis.\n\n\n",c);

 printf(" P(%6.3f, %6.3f) P(c, f(c))\n\n",
        c, f(c));

 printf(" A(%6.3f, 0)     A(f(c)-g(c)/DgDf(c), 0)\n\n",
        f(c)-g(c)/DgDf(c));

 printf(" B( 0, %6.3f)    B(0, g(c)-f(c)*DgDf(c))\n\n\n",
        g(c)-f(c)*DgDf(c));

     G_Tanxy(i_WGnuplot(-10.,10.,-5.,5.),
             i_time(0,2.*PI,.05),
             c,
             f,g,DgDf);

 printf(" To see the curve C, open the file \"a_main.plt\""
        " with Gnuplot.\n\n"
        "\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Let C be the curve consisting of all ordered pairs (f(t),g(t)).
With
f : t-> a*sin(k1*t)
g : t-> b*cos(k2*t)
.
Find at c = 1.771
the intersection points of the tangent with the x-y axis.
.
P( 1.771, -1.651)     P(c, f(c))
A(-2.337, 0)          A(f(c)-g(c)/DgDf(c), 0)
B( 0, -2.029)         B(0, g(c)-f(c)*DgDf(c))
.
To see the curve C, open the file "a_main.plt" with Gnuplot.
Press return to continue
Résultat dans gnuplot
Tangente17


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fe.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fe.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*sin(k1*t) );
}
char  feq[] =  "a*sin(k1*t)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*cos(k1*t)*k1);
}
char  Dfeq[] =  "a*cos(k1*t)*k1";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return( b*cos(k2*t) );
}
char  geq[] =  "b*cos(k2*t)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return(  -b*sin(k2*t)*k2 );
}
char  Dgeq[] =  "-b*sin(k2*t)*k2";
/* ------------------------------------ */
double DgDf(
double t)
{
        return(Dg(t)/Df(t));
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_Tanxy(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double c,
double (*P_f) (double t),
double (*P_g) (double t),
double (*PDgDf)(double t)
)
{
FILE *fp;
double t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"data.plt\" with line lt 1,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f, \\\n"
           " \"p.plt\" lt 1, \\\n"
           " \"px.plt\" lt 1,\\\n"
           " \"py.plt\" lt 1   \n"
           " reset",
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,
(*PDgDf)(c),(-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen("data.plt","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.6f   %6.6f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t)  );
             fclose(fp);

        fp = fopen("p.plt","w");
     fprintf(fp," %0.6f   %0.6f", (*P_f)(c), (*P_g)(c)  );
             fclose(fp);

        fp = fopen("px.plt","w");
     fprintf(fp," %0.6f  0.",
             ((*P_f)(c))-((*P_g)(c))/((*PDgDf)(c))      );
             fclose(fp);

        fp = fopen("py.plt","w");
     fprintf(fp," 0.   %0.6f",
             ((*P_g)(c))- (((*PDgDf)(c))*((*P_f)(c)))   );
             fclose(fp);
}


Application : Tangente de P à l'axes des x d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer la longeur de P(f(c),g(c) à l'axe de x.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fe.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = PI/4;

 printf(" Let C be the curve consisting of all"
        " ordered pairs (f(t),g(t)).\n\n"
        " With\n\n"
        " f : t-> %s\n\n"
        " g : t-> %s\n\n", feq, geq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :\n\n"
        " y =  ((Dg/Dy)(c))(x-f(c))+g(c) = ",c);
 eq_Tan(f,g,DgDf,c);

 printf("\n\n\n");

 printf(" Find PA, the length of the tangent from P to the x axis.\n\n");

 printf(" P(%6.3f, %6.3f)    P(f(c), g(c))                 \n",
        f(c),g(c));

 printf(" A(%6.3f,  0.000)    A(f(c)-g(c)/(DgDf)(c), 0)\n\n\n",
          f(c)-g(c)/(DgDf)(c));

 printf(" PA =  sqrt(g(c)**2*(1+(DgDf(c)**2))/(DgDf(c)**2))\n"
        "    = %6.3f\n\n",
       sqrt(pow(g(c),2)*(1/pow(DgDf(c),2)+1)) );

     G_TanLx(i_WGnuplot(-10.,10.,-5.,5.),
             i_time(0,2.*PI,.05),
             c,
             f,g,DgDf);

 printf(" To see the curve C, open the file \"a_main.plt\""
        " with Gnuplot.\n\n"
        "\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Let C be the curve consisting of all ordered pairs (f(t),g(t)).
.
With
.
f : t-> a*sin(k1*t)
g : t-> b*cos(k2*t)
.
With c = 0.785, the equation of the tangent is :
y =  ((Dg/Dy)(c))(x-f(c))+g(c) =  0.500*x +1.414
.
Find PA, the length of the tangent from P to the x axis.
P( 1.414,  2.121)    P(f(c), g(c))                 
A(-2.828,  0.000)    A(f(c)-g(c)/(DgDf)(c), 0)
.
PA =  sqrt(g(c)**2*(1+(DgDf(c)**2))/(DgDf(c)**2))
   =  4.743
.
To see the curve C, open the file "a_main.plt" with Gnuplot.


Résultat dans gnuplot
Tangente18


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fe.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fe.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*sin(k1*t) );
}
char  feq[] =  "a*sin(k1*t)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*cos(k1*t)*k1);
}
char  Dfeq[] =  "a*cos(k1*t)*k1";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return( b*cos(k2*t) );
}
char  geq[] =  "b*cos(k2*t)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return(  -b*sin(k2*t)*k2 );
}
char  Dgeq[] =  "-b*sin(k2*t)*k2";
/* ------------------------------------ */
double DgDf(
double t)
{
        return(Dg(t)/Df(t));
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double (*P_f)  (double t),
double (*P_g)  (double t),
double (*PDgDf)(double t),
double c
)
{
  printf(" %0.3f*x %+0.3f",
(*PDgDf)(c),(-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
}
/* ------------------------------------ */
void G_TanLx(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double c,
double (*P_f)  (double t),
double (*P_g)  (double t),
double (*PDgDf)(double t)
)
{
FILE *fp;
double t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"a_pts.plt\" with line lt 1,   \\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,                 \\\n"
           " \"axp.plt\" with linesp lt 3      \n"
           " reset",
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,
(*PDgDf)(c),(-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_pts.plt","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.6f %6.6f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t));
 fclose(fp);

        fp = fopen("axp.plt","w");
     fprintf(fp," %0.6f %0.6f\n",(*P_f)(c),(*P_g)(c));
     fprintf(fp," %0.6f  0.  \n",
                 (*P_f)(c)-(*P_g)(c)/(*PDgDf)(c));
     fclose(fp);
}


Application : Tangente de P à l'axes des y d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Calculer la longeur de P(f(c),g(c) à l'axe de y.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fe.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double c = PI/4.;

printf(" Let C be the curve consisting of all"
        " ordered pairs (f(t),g(t)).\n\n"
        " With\n\n"
        " f : t-> %s\n\n"
        " g : t-> %s\n\n", feq, geq);

 printf(" With c = %0.3f, the equation of the tangent is :\n\n"
        " y =  ((Dg/Dy)(c))(x-f(c))+g(c) = ",c);
 eq_Tan(f,g,DgDf,c);

 printf("\n\n\n");

 printf(" Find PB, the length of the tangent from P to the y axis.\n\n");

 printf(" P(%6.3f, %6.3f)    P(f(c), g(c))                 \n",
        f(c),g(c));

 printf(" B(+0.000, %6.3f)    B(0, g(c)-f(c)*DgDf(c))\n\n\n",
           g(c)-DgDf(c)*f(c));

 printf(" PB =  sqrt(f(c)**2*(1+DgDf(c)**2))\n"
        "    = %6.3f\n\n",
       sqrt(pow(f(c),2)*(1+pow(DgDf(c),2))));

     G_TanLy(i_WGnuplot(-10.,10.,-5.,5.),
             i_time(0,2.*PI,.05),
             c,
             f,g,DgDf);

 printf(" To see the curve C, open the file \"a_main.plt\""
        " with Gnuplot.\n\n"
        "\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Let C be the curve consisting of all ordered pairs (f(t),g(t)).
.
With
.
f : t-> a*sin(k1*t)
g : t-> b*cos(k2*t)
.
With c = 0.785, the equation of the tangent 
y =  ((Dg/Dy)(c))(x-f(c))+g(c) =  0.500*x +1.414
.
Find PB, the length of the tangent from P to the y axis.
.
P( 1.414,  2.121)    P(f(c), g(c))                 
B(+0.000,  1.414)    B(0, g(c)-f(c)*DgDf(c))
.
PB =  sqrt(f(c)**2*(1+DgDf(c)**2))
   =  1.581
.
To see the curve C, open the file "a_main.plt" with Gnuplot.


Résultat dans gnuplot
Tangente18


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fe.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fe.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*sin(k1*t) );
}
char  feq[] =  "a*sin(k1*t)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*cos(k1*t)*k1);
}
char  Dfeq[] =  "a*cos(k1*t)*k1";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return( b*cos(k2*t) );
}
char  geq[] =  "b*cos(k2*t)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return(  -b*sin(k2*t)*k2 );
}
char  Dgeq[] =  "-b*sin(k2*t)*k2";
/* ------------------------------------ */
double DgDf(
double t)
{
        return(Dg(t)/Df(t));
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void eq_Tan(
double (*P_f)  (double t),
double (*P_g)  (double t),
double (*PDgDf)(double t),
double c
)
{
 printf(" %0.3f*x %+0.3f",
(*PDgDf)(c),(-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
}
/* ------------------------------------ */
void G_TanLy(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double c,
double (*P_f) (double t),
double (*P_g) (double t),
double (*PDgDf)(double t)
)
{
FILE *fp;
double t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_pts.plt\" with line lt 1,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,\\\n"
           " \"ayp.plt\" with linesp lt 3\n"
           " reset",
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,
(*PDgDf)(c),(-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_pts.plt","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.6f %6.6f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t));
             fclose(fp);

        fp = fopen("ayp.plt","w");
     fprintf(fp," %0.6f %0.6f\n",(*P_f)(c),(*P_g)(c));
     fprintf(fp,"    0. %0.6f \n",
     (*P_g)(c)- (*PDgDf)(c)*(*P_f)(c));
             fclose(fp);
}


Application : Cercle de courbure d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner un cercle de courbure pour une fonction (f(t),g(t))
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fb.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double t = PI;
double e = .001;

     circle("a_circle.plt",
               1./fabs(Kt_2d(f,g,t,e)),
                  cx_2d(f,g,t,e),
                  cy_2d(f,g,t,e));

     G_C_2d(i_WGnuplot(-4,8,-2,4),
            i_time(0.,2*PI,.03),
             f,g,t,
             e);

 printf(" The curvature K of a smooth parametric"
        " curve C is :\n\n\n"

        " K = |f' g'' - g' f''| / "
        "[ (f')^2 - (g')^2 ]^(3/2)\n\n"

        " If P(f(t),g(t)) is a point on the curve  \n"
        " at which K != 0. The point M(h,k)"
        " is the center\n"
        " of the cuvature for P if   \n\n\n"
        " h = f - g'[f'^2 + g'^2] / [f'g''-f''g']\n"
        " k = g + f'[f'^2 + g'^2] / [f'g''-f''g']\n\n\n"

        " The radius is r = 1/|K| \n\n\n"

        " Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n");

 printf("\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente23
Résultat dans gnuplot
Tangente24
Résultat dans gnuplot
Tangente25


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include    "xfx_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include  "kradius.h"
#include     "kg_c.h"
#include  "kcircle.h"


Crystal Clear mimetype source h.png kradius.h
Coordonnées du cercle
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kradius.h               */
/* ------------------------------------ */
double Kt_2d(
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double t,
double e
)
{
double K;
double a;
double b;

a = fx_x((*P_f),t,e);
b = fx_x((*P_g),t,e);

K = fabs(a*fx_xx((*P_g),t,e)-b*fx_xx((*P_f),t,e))
                /
     pow(a*a+b*b,3./2.);

 return(K);
}
/* ------------------------------------ */
double cx_2d(
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double t,
double e
)
{
double Num,Den;

 Num =( pow(fx_x((*P_f),t,e),2)
       +pow(fx_x((*P_g),t,e),2)
      )
      *fx_x((*P_g),t,e);

 Den = fx_x((*P_f),t,e)*fx_xx((*P_g),t,e)-
       fx_x((*P_g),t,e)*fx_xx((*P_f),t,e);

 return((*P_f)(t)-Num/Den);
}
/* ------------------------------------ */
double cy_2d(
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double t,
double e
)
{
double Num,Den;

 Num =( pow(fx_x((*P_f),t,e),2)
       +pow(fx_x((*P_g),t,e),2)
      )
      *fx_x((*P_f),t,e);

 Den = fx_x((*P_f),t,e)*fx_xx((*P_g),t,e)-
       fx_x((*P_g),t,e)*fx_xx((*P_f),t,e);

 return((*P_g)(t)+Num/Den);
}


Crystal Clear mimetype source h.png fb.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fb.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
        return( 4+sin(2*t) );
}
char  feq[] =  "4+sin(2*t)";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
        return( 1-2*cos(3*t) );
}
char  geq[] =  "1-2*cos(3*t)";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_c.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_c.h                  */
/* ------------------------------------ */
void G_C_2d(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double (*P_f)(double x),
double (*P_g)(double x),
double x,
double e
)
{
FILE *fp;
double i;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," reset\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set size ratio -1\n"
           " set grid\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"a_radius.plt\" with linespoints,\\\n"
           " \"a_curve.plt\" with line,\\\n"
           " \"a_circle.plt\" with line\n",
           W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi);
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_curve.plt","w");
for(i=T.mini; i<=T.maxi; i+=T.step)
fprintf(fp," %6.3f  %6.3f\n",(*P_f)(i),(*P_g)(i));
fclose(fp);

        fp = fopen("a_radius.plt","w");
fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",cx_2d((*P_f),(*P_g),x,e),
                              cy_2d((*P_f),(*P_g),x,e));
fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",(*P_f)(x),(*P_g)(x));
             fclose(fp);

 Pause();
}


Crystal Clear mimetype source h.png kcircle.h
Le cercle
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kcircle.h               */
/* ------------------------------------ */
void circle(
char   Name[FILENAME_MAX],
double r,
double x,
double y
)
{
FILE   *fp = fopen(Name,"w");
double   t = 0.;

for(;t<2.01*PI;t+=.1)
fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",r*cos(t)+x,r*sin(t)+y);
 fclose(fp);
}


Application : Courbe de Bézier


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Les courbes de Béziers dans Wikipedia.

Courbe de Béziers[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Exemple à tester
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c01.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" Une courbe de Bezier.\n\n");

    G_quadratic_Bezier_lp_2d(
             i_WGnuplot(-10,90,-10,50),
             i_point2d(20.,10.),
             i_point2d(40.,40.),
             i_point2d(60.,10.) );

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue");

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Bezier curve a1


Une application[modifier | modifier le wikicode]

Nous avons essayé de recouvrir un quart de cercle avec une courbe de Béziers. Nous savons que c'est impossible (voir théorie)


Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Exemple à tester
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c02.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf(" Une courbe de Bezier.\n\n");

    G_quadratic_Bezier_lp_2d(
             i_WGnuplot(-0,2,-0,1),
             i_point2d(0.,1.),
             i_point2d(1.,1.),
             i_point2d(1.,0.)  );

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue");

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Bezier curve a2


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  x_ahfile.h               */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include     "xspv.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "kpoly.h"
#include  "kbezier.h"


Cette partie ne peut être vue que dans wikiversité.


Crystal Clear mimetype source h.png kpoly.h
Les équations de la courbe
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    kpoly.h                */
/* ------------------------------------ */
double quadratic_Bezier_x_2d(
double   t,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2
)
{
return(
    P0.x * pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 * P1.x * pow((1-t),1) * pow(t,1) +
    P2.x * pow((1-t),0) * pow(t,2)
);
}
/* ------------------------------------ */
double quadratic_Bezier_y_2d(
double   t,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2)
{
return(
    P0.y * pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 * P1.y * pow((1-t),1) * pow(t,1) +
    P2.y * pow((1-t),0) * pow(t,2)
);
}
/* ------------------------------------ */


Crystal Clear mimetype source h.png kbezier.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  kbezier.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_quadratic_Bezier_lp_2d(
W_Ctrl   w,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2
)
{
FILE   *fp;

double  mini = 0.;
double  maxi = 1.;
double  step =  .01;
double     t = mini;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid \n\n"
           " set size ratio -1\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_pts\" with linesp lt 3 pt 1, \\\n"
           " \"a_ctrlpt\" with linesp lt 4 pt 4 \\\n\n"
           " reset",w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi);
 fclose(fp);

             fp = fopen("a_pts","w");
 for(t=mini; t<=maxi; t+=step)
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",quadratic_Bezier_x_2d(t,P0,P1,P2),
                                   quadratic_Bezier_y_2d(t,P0,P1,P2));
      fclose(fp);

             fp = fopen("a_ctrlpt","w");
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P0.x,P0.y);
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P1.x,P1.y);
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P2.x,P2.y);
      fclose(fp);

 Pause();
}


Conclusion[modifier | modifier le wikicode]

Nous avons utilisé dans les exemples trois points de contrôles. Ici un exemple avec trois courbes et cinq points de contrôles.

Résultat dans gnuplot
Bezier curve a3


Application : Courbe de Bézier rationnelle


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Les courbes de Béziers dans Wikipedia.

Courbes de Béziers rationelles (cubiques)[modifier | modifier le wikicode]

La seule chose qui change avec le chapitre précédent, c'est le fichier "kpoly.h".

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Exemple à tester
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c01.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{

 printf(" Une courbe de Bezier.\n\n");

    G_quadratic_Bezier_lp_2d(
             i_WGnuplot(-10,90,-10,50),
             i_point2d(20.,10.),
             i_point2d(40.,40.),
             i_point2d(60.,10.)
             );

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue");

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Bezier curve b1


Courbe du chapitre précédent
Bezier curve b1


Une application[modifier | modifier le wikicode]

Nous avons essayé de recouvrir un quart de cercle avec une courbe de Béziers. En théorie cela est possible avec les courbes de Béziers rationelles (cubiques).


Crystal Clear mimetype source c.png c02.c
Exemple à tester
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  c02.c                    */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{

 printf(" Une courbe de Bezier.\n\n");

    G_quadratic_Bezier_lp_2d(
             i_WGnuplot(-0,2,-0,1),
             i_point2d(0.,1.),
             i_point2d(1.,1.),
             i_point2d(1.,0.)
             );

 printf("\n\n load \"a_main.plt\" with gnuplot."
        "\n\n Press return to continue");

 return 0;
}


Résultat dans gnuplot
Bezier curve b2


Courbe du chapitre précédent
Bezier curve b2


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  x_ahfile.h               */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include     "xspv.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "kpoly.h"
#include  "kbezier.h"


Cette partie ne peut être vue que dans wikiversité.


Crystal Clear mimetype source h.png kpoly.h
Les équations de la courbe
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :    kpoly.h                */
/* ------------------------------------ */
double quadratic_Bezier_x_2d(
double   t,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2
)
{
return(
     
(
    P0.x * pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 * P1.x * pow((1-t),1) * pow(t,1) +
2 * P2.x * pow((1-t),0) * pow(t,2)
)
/
(
     pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 *  pow((1-t),1) * pow(t,1) +
2 *  pow((1-t),0) * pow(t,2)
)
 
);
}
/* ------------------------------------ */
double quadratic_Bezier_y_2d(
double   t,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2)
{
return( 
    
(
    P0.y * pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 * P1.y * pow((1-t),1) * pow(t,1) +
2 * P2.y * pow((1-t),0) * pow(t,2)
)
/
(
     pow((1-t),2) * pow(t,0) +
2 *  pow((1-t),1) * pow(t,1) +
2 *  pow((1-t),0) * pow(t,2)
) 

);
}
/* ------------------------------------ */


Crystal Clear mimetype source h.png kbezier.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  kbezier.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_quadratic_Bezier_lp_2d(
W_Ctrl   w,
point2d P0,
point2d P1,
point2d P2
)
{
FILE   *fp;

double  mini = 0.;
double  maxi = 1.;
double  step =  .01;
double     t = mini;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid \n\n"
           " set size ratio -1\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_pts\" with linesp lt 3 pt 1, \\\n"
           " \"a_ctrlpt\" with linesp lt 4 pt 4 \\\n\n"
           " reset",w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi);
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_pts","w");
 for(t=mini; t<=maxi; t+=step)
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",quadratic_Bezier_x_2d(t,P0,P1,P2),
                                   quadratic_Bezier_y_2d(t,P0,P1,P2));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_ctrlpt","w");
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P0.x,P0.y);
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P1.x,P1.y);
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",P2.x,P2.y);
 fclose(fp);

 Pause();
}


Application : Fonction vectorielle 3D


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner un vecteur tangent et normales unitaire.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fa.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double t     =  4.;

 printf(" r(t) = f(t)i + g(t)j + h(t)k \n\n");
 printf(" With \n\n");
 printf(" f : t-> %s  \n", feq);
 printf(" g : t-> %s  \n", geq);
 printf(" h : t-> %s\n\n", heq);
 printf(" t = %+.2f \n\n",   t);

     G_Curve_3d(i_time(0.,6.*PI,.01),
                f,g,h,
                Tf,Tg,Th,
                t);

 printf(" Draw the velocity and accelerator vectors"
        " at the point P(f(t),g(t)),                \n\n"
        " open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n");

 printf("\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Curve06
Résultat dans gnuplot
Curve07


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include    "xfx_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "knfx_x.h"
#include "kg_ctan1.h"


Crystal Clear mimetype source h.png knfx_x.h
Normalisé
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   knfx_x.h                 */
/* ------------------------------------ */
double fx_x_Normalize(
double (*P_f)(double x),
double (*P_g)(double x),
double (*P_h)(double x),
double t,
double e
)
{
double Df=fx_x((*P_f),t,e);
double Dg=fx_x((*P_g),t,e);
double Dh=fx_x((*P_h),t,e);

 return(Df/sqrt(Df*Df+Dg*Dg+Dh*Dh));
}


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fa.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
        return( cos(t));
}
char  feq[] =  "cos(t)";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
        return( sin(t));
}
char  geq[] =  "sin(t)";
/* ------------------------------------ */
double h(
double t)
{
        return( t);
}
char  heq[] =  "t";
/* ------------------------------------ */
double Tf(
double t)
{
        return(
        -(sin(t)/sqrt(2))
        );
}
/* ------------------------------------ */
double Tg(
double t)
{
        return(
        cos(t)/sqrt(2)
        );
}
/* ------------------------------------ */
double Th(
double t)
{
        return(
        1/sqrt(2)
        );
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_ctan1.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_ctan1.h              */
/* ------------------------------------ */
void G_Curve_3d(
t_Ctrl T,
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double (*P_h)(double t),
double (*P_Tf)(double t),
double (*P_Tg)(double t),
double (*P_Th)(double t),
double t
)
{
FILE *fp;
double i;
double e = .001;

fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," reset\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set grid\n\n"
           " splot \\\n"
           " \"a_curve.plt\" with line lt 3,\\\n"
           " \"a_radius.plt\" with line lt 2,\\\n"
           " \"atangent.plt\" with line lt 4,\\\n"
           " \"anormal.plt\" with line lt 1 ");
fclose(fp);

        fp = fopen("a_curve.plt","w");
for(i=T.mini; i<=T.maxi; i+=T.step)
fprintf(fp," %6.3f  %6.3f  %6.3f\n",
       (*P_f)(i),
       (*P_g)(i),
       (*P_h)(i));
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_radius.plt","w");
fprintf(fp,"  0  0  0   \n %6.5f  %6.5f  %6.5f  \n",
       (*P_f)(t),
       (*P_g)(t),
       (*P_h)(t));
 fclose(fp);

        fp = fopen("atangent.plt","w");
fprintf(fp,"  %6.5f  %6.5f  %6.5f \n"
           "  %6.5f  %6.5f  %6.5f \n",
       (*P_f)(t),
       (*P_g)(t),
       (*P_h)(t),
       (*P_f)(t)+fx_x_Normalize((*P_f),(*P_g),(*P_h),t,e),
       (*P_g)(t)+fx_x_Normalize((*P_g),(*P_f),(*P_h),t,e),
       (*P_h)(t)+fx_x_Normalize((*P_h),(*P_f),(*P_g),t,e) );
 fclose(fp);

        fp = fopen("anormal.plt","w");
fprintf(fp,"  %6.5f  %6.5f  %6.5f \n"
           "  %6.5f  %6.5f  %6.5f \n",
       (*P_f)(t),
       (*P_g)(t),
       (*P_h)(t),
       (*P_f)(t)+fx_x_Normalize((*P_Tf),(*P_Tg),(*P_Th),t,e),
       (*P_g)(t)+fx_x_Normalize((*P_Tg),(*P_Tf),(*P_Th),t,e),
       (*P_h)(t)+fx_x_Normalize((*P_Th),(*P_Tf),(*P_Tg),t,e));
 fclose(fp);

 Pause();
}

Algorithme[modifier | modifier le wikicode]

r(t) = f(t) i + g(t) j + h(t) k
T(t) = r'(t) / ||r'(t)||
N(t) = T'(t) / ||T'(t)||


Application : Tangente de f(x,y)


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner la tangente[modifier | modifier le wikicode]

  • La méthode consiste à poser :
    • x = i (ici i=1).
    • D'utiliser la dérivée partielle par rapport à y.
    • Puis écrire l'équation de la tangente d'une fonction en y.


Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fa.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
point2d p = i_point2d(1,2);
double  h = .001;

 printf(" Draw the equation of the tangent\n\n");
 printf(" at the point P(%.0f,%.0f),\n\n",p.x,p.y);
 printf(" on the plan x = %.0f for f(x,y).\n\n\n",p.x);
 printf(" f : (x,y)-> %s\n\n\n", feq);

 printf(" Cartesian form :\n\n"
        " z = %f y %+f\n\n",
        fxy_y(f,h,p),
        f(p.x,p.y)-fxy_y(f,h,p)*p.y);

       G_3d_p(i_WGnuplot(-10.,10.,-10.,10.),
              i_VGnuplot( 55.,57.,  1., 1.),
              feq,f,
              p);

 printf(" Open the file \"a_main.plt\" with gnuplot.\n");

 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.


Résultat dans gnuplot
Tangente28


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xspv.h"
#include     "xplt.h"
#include   "xfxy_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "kg_3d.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fa.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x,
double y)
{
 return( (9-x*x-y*y) );
}
char  feq[] = "9-x**2-y**2";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_3d.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_3d.h                  */
/* ------------------------------------ */
void G_3d_p(
W_Ctrl W,
View_Ctrl V,
  char feq[],
double (*P_f)(double x, double y),
point2d p
)
{
FILE   *fp;
double a,b;
double    h = .001;
double step = 0.2;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"set isosamples 50\n"
           "set hidden3d\n"
           "set xlabel \"X axis\"\n"
           "set ylabel \"Y axis\"\n"
           "set zlabel \"Z axis\" offset 1, 0\n"
           "set view %0.3f, %0.3f, %0.3f, %0.3f \n"
           "splot[%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f]\\\n"
           "\"a_tan.plt\" with linesp lt 1 pt 3,\\\n"
           "\"a_p.plt\" pt 20,\\\n"
           "%s \n\n",
        V.rot_x,V.rot_z,V.scale,V.scale_z,
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi, feq);
 fclose(fp);

         fp = fopen("a_p.plt","w");
 fprintf(fp," %6.3f %6.3f %6.3f\n",
          p.x,p.y, (*P_f)(p.x,p.y));
  fclose(fp);

  a=fxy_y((*P_f),h,p);
  b=((*P_f)(p.x,p.y)-fxy_y((*P_f),h,p)*p.y);

  fp = fopen("a_tan.plt","w");
    for(p.y=W.ymini; p.y<W.ymaxi;p.y+=step)
      fprintf(fp," %6.3f %6.3f %6.3f\n",
              p.x,p.y, a*p.y+b);
 fclose(fp);

  Pause();
}


Application : Gradient


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Le gradient dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

Dessiner la courbe de niveau C de f qui contient P et dessiner le gradient au point P.

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner le gradient au point P[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner le gradient au point P
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fa.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double   h  = .0001;
 point2d p  = i_point2d(2,1);
vector2d u  = grad_fxy(g,h,p);

 clrscrn();
 printf(" Sketch both the level curve C of f "
        "that contains P and grad(P)   \n\n");
 printf(" f : (x,y)-> %s\n\n", feq);
 printf(" with p(%+.3f,%+.3f) \n\n",p.x,p.y);

  printf(" In first sketch the graph of f(x,y) = 0\n\n");

     G_3d_eq(i_WsGnuplot(-10,10,-10,10,-100,100),
             i_VGnuplot( 55.,57.,1.,1.),
             feq);

 printf(" Open the file \"a_main.plt\" with gnuplot.\n");
 getchar();

 clrscrn();
 printf(" The level curves have the form f(x,y) = k \n");
 printf(" with p(%+.3f,%+.3f) k = %+.3f \n\n",
          p.x,p.y,f(p.x,p.y));

 printf(" The new function is :\n");
 printf(" g : (x,y)-> %s\n\n", geq);

  printf(" grad(g)]p = %+.3fi  %+.3fj\n",u.i,u.j);
  printf(" is a vector normal to the function\n");
  printf(" g : (x,y)-> %s\n", geq);
  printf(" at the point p(%+.3f,%+.3f)\n\n", p.x,p.y);

  G_3d_levelcurvegradfxy(i_WsGnuplot(-6,6,-6,6,
                                    g(p.x,p.y),
                                    g(p.x,p.y)+.1),
                         g,geq,
                         p);

 printf(" Open the file \"a_main.plt\" with gnuplot.\n"
        " Press return to continue.\n");

 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.


Sketch both the level curve C of f  that contains P and grad(P)    
.
f : (x,y)->  y**2-x**2
.
with p(+2.000,+1.000) 
.
In first sketch the graph of f(x,y) = 0
.
Open the file "a_main.plt" with gnuplot.
Résultat dans gnuplot
Tangente30
The level curves have the form f(x,y) = k 
with p(+2.000,+1.000) k = -3.000 
.
The new function is :
g : (x,y)->  y**2-x**2+3
.
grad(g)]p = -4.000i  +2.000j
is a vector normal to the function
g : (x,y)->  y**2-x**2+3
at the point p(+2.000,+1.000)
.
Open the file "a_main.plt" with gnuplot.
Press return to continue.
Résultat dans gnuplot
Tangente31


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xspv.h"
#include     "xplt.h"
#include   "xfxy_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "kgrad.h"
#include    "kg_3d.h"
#include  "kg_grad.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fa.h                   */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x,
double y)
{
 return( ( y*y-x*x) );
}
char  feq[] = " y**2-x**2";
/* ------------------------------------ */
double g(
double x,
double y)
{
 return( ( y*y-x*x+3) );
}
char  geq[] = " y**2-x**2+3";
/* ------------------------------------ */


Crystal Clear mimetype source h.png kgrad.h
Le gradient
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kgrad.h                 */
/* ------------------------------------ */
vector2d grad_fxy(
double (*P_f)(double x,double y),
double   h,
point2d  p
)
{
vector2d   u;

       u.i = fxy_x((*P_f),h,p);
       u.j = fxy_y((*P_f),h,p);

 return(u);
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_3d.h
La fonction graphique (1)
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_3d.h                 */
/* ------------------------------------ */
void G_3d_eq(
   Ws_Ctrl W,
View_Ctrl V,
char      feq[]
)
{
FILE   *fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"reset\n"
           "set    samples 40\n"
           "set isosamples 40\n"
           "set hidden3d\n"
           "set view %0.3f, %0.3f, %0.3f, %0.3f \n"
           "splot[%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f]\\\n"
           "%s",
            V.rot_x,V.rot_z,V.scale,V.scale_z,
            W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,W.zmini,W.zmaxi,
            feq);
 fclose(fp);
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_grad.h
Dessiner la courbe de niveau qui contient P et le gradient au point P
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_grad.h               */
/* ------------------------------------ */
void G_3d_levelcurvegradfxy(
Ws_Ctrl W,
double (*P_f)(double x, double y),
char    feq[],
point2d   p
)
{
FILE   *fp;
double   h  = .0001;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"reset\n"
           "set    samples 400\n"
           "set isosamples 400\n"
           "set view 1.000, 1.000, 1.000, 1.000 \n"
           "splot[%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f]\\\n"
           "%s,\\\n"
           "\"a_vect\" with linesp lt 3\n",
           W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,W.zmini,W.zmaxi,
           feq);
 fclose(fp);

         fp = fopen("a_vect","w");
 fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
             p.x, p.y, ((*P_f)(p.x,p.y)) );
 fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
             p.x+fxy_x((*P_f),h,p),
             p.y+fxy_y((*P_f),h,p),
             (*P_f)(p.x,p.y) );
  fclose(fp);
}


Application : Vecteur normal


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner le vecteur normale au point P[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner le vecteur normale au point P
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fa.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
   printf(" Draw the normal vector at the point P.\n\n"
          " f : (x,y)-> %s\n\n", feq);

     G_3d_v(i_WsGnuplot(-3,3,-3,3,-.5,2),
            i_VGnuplot( 94.,22.,1.,1.),
            feq,f,f_z,
            i_point2d(1,0.));

 printf(" Open the file \"a_main.plt\" with gnuplot.\n"
        " Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente32

Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
#include     "xspv.h"
#include  "xfxyz_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_3dv.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :  fa.h                     */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x,
double y)
{
 return(      (2*exp(-x) * cos(y)) );
}
char  feq[] = "2*exp(-x) * cos(y)";
/* ------------------------------------ */
double f_z(
double x,
double y,
double z)
{
 return(      (2*exp(-x) * cos(y) - z) );
}
char  f_zeq[] = "2*exp(-x) * cos(y) - z";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_3dv.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_3dv.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_3d_v(
  Ws_Ctrl W,
View_Ctrl V,
  char feq[],
double (*P_f) (double x, double y),
double (*P_fz)(double x, double y, double z),
point2d p
)
{
FILE   *fp;
point3d p3d = i_point3d(p.x,p.y,(*P_f)(p.x,p.y));

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"reset\n"
           "set    samples 40\n"
           "set isosamples 40\n"
           "set hidden3d\n"
           "set view %0.3f, %0.3f, %0.3f, %0.3f \n"
           "splot[%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f]\\\n"
           "\"a_ka.plt\" with linespoints,\\\n"
           "%s ",
            V.rot_x,V.rot_z,V.scale,V.scale_z,
            W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,W.zmini,W.zmaxi,
            feq);
 fclose(fp);

 fp = fopen("a_ka.plt","w");
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x, p.y, ((*P_f)(p.x,p.y)) );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-fxyz_x((*P_fz),0.0001,p3d),
              p.y-fxyz_y((*P_fz),0.0001,p3d),
((*P_f)(p.x,p.y))-fxyz_z((*P_fz),0.0001,p3d));
 fclose(fp);

Pause();
}


Application : Plan tangent


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Dessiner le plan tangent au point P[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Dessiner le plan tangent au point P
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fa.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{

 printf(" Draw the Tangent plane.\n\n"
        " f : (x,y)-> %s\n\n", feq);

     G_3d_v( i_WsGnuplot(-4,4,-4,4,-1,2),
             i_VGnuplot( 80.,38.,1.,1.),
             feq,f,f_z,
             i_point2d(2,0.));

 printf(" Open the file \"a_main.plt\" with gnuplot.\n"
        " Press return to continue.\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente35


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xspv.h"
#include     "xplt.h"
#include  "xfxy_x.h"
#include  "xfxyz_x.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "kg_3d.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fa.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x,
double y)
{
 return(       cos(x)+cos(y) );
}
char  feq[] = "cos(x)+cos(y)";
/* ------------------------------------ */
double f_z(
double x,
double y,
double z)
{
 return(         cos(x)+cos(y)-z );
}
char  f_zeq[] = "cos(x)+cos(y)-z";


Crystal Clear mimetype source h.png fa.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_3d.h                 */
/* ------------------------------------ */
void G_3d_v(
  Ws_Ctrl W,
View_Ctrl V,
  char feq[],
double (*P_f) (double x, double y),
double (*P_fz)(double x, double y, double z),
point2d p
)
{
FILE      *fp;
point3d   P3D = i_point3d(p.x,p.y,(*P_f)(p.x,p.y));
double radius = .5;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"reset\n"
           "set size ratio -1\n"
           "set    samples 40\n"
           "set isosamples 40\n"
           "set hidden3d\n"
           "set view %0.3f, %0.3f, %0.3f, %0.3f \n"
           "splot[%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f][%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"a_ka.plt\" with linesp lt 1 lw 4,\\\n"
           " \"a_kb.plt\" with linesp lt 1 lw 4 ps 2,\\\n"
           "%s lt 3",
            V.rot_x,V.rot_z,V.scale,V.scale_z,
            W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,W.zmini,W.zmaxi,
            feq);
 fclose(fp);

 fp = fopen("a_ka.plt","w");
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x, p.y, (*P_f)(p.x,p.y) );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-fxyz_x((*P_fz),0.0001,P3D),
              p.y-fxyz_y((*P_fz),0.0001,P3D),
((*P_f)(p.x,p.y))-fxyz_z((*P_fz),0.0001,P3D));
 fclose(fp);

 fp = fopen("a_kb.plt","w");
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x+radius,
              p.y+radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-radius,
              p.y+radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-radius,
              p.y-radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x+radius,
              p.y-radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x+radius,
              p.y+radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-radius,
              p.y-radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x+radius,
              p.y-radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
         fprintf(fp," %6.3f   %6.3f   %6.3f\n",
              p.x-radius,
              p.y+radius,
              fxy_x((*P_f),0.0001,p)*(-radius)+
              fxy_y((*P_f),0.0001,p)*(+radius)+
              (*P_f)(p.x,p.y)
              );
 fclose(fp);

 Pause();
}


Commande pause 1


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Créer une animation avec la commande "pause 1" de gnuplot. Ces exemples dans cette page présentent le code sans animation. Pour le troisième exemple voir le chapitre Animation Tangente Pour un autre exemple, voir le chapitre Tangente d'une courbe

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Le cadre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Créer une liste de commande.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include  "kg_tan1.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
t_Ctrl Pic = {0,5,1};

  G_TanA(Pic);

 printf(" Read \"a_main.plt\".\n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"
 
 set zeroaxis

 pause 1

 pause 1

 pause 1

 pause 1

 pause 1

 reset

Dessiner[modifier | modifier le wikicode]

  • Dessiner une chaîne de caractères.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c02.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include  "kg_tan2.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);

  G_TanA(i_WGnuplot(-7, 7,-2,2),
         i_time(0,5,1),
         feq);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"

 set zeroaxis
 
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]   cos(x)
 pause 1
 
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]   cos(x)
 pause 1
 
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]   cos(x)
 pause 1
 
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]   cos(x)
 pause 1
 
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]   cos(x)
 pause 1
 
 reset

Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ----------- f ---------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan1.h
La fonction graphique pour c01.c
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan1.h               */
/* ------------------------------------ */
void G_TanA(
t_Ctrl Pic
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");
double p;

    fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
               " set zeroaxis\n\n");

for(p=Pic.mini; p<Pic.maxi; p+=Pic.step)

    fprintf(fp," pause 1\n\n");

    fprintf(fp," reset");
     fclose(fp);
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan2.h
La fonction graphique pour c02.c
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan2.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_TanA(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
char   fEQ[]
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");
double p ;

    fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
               " set zeroaxis\n\n");

for(p = Pic.mini; p<Pic.maxi; p+=Pic.step)

    fprintf(fp," plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] "
               " %s\n"
               " pause 1\n\n",
                 w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
                 fEQ);

    fprintf(fp," reset");
     fclose(fp);
}


Animer un point


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Créer une animation avec la commande "pause 1" de gnuplot. La position du point est dans les fichiers a_p***. Dans cet exemple la commande "pause 1" a été oublié.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

L'animation[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Créer une liste de commande
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include        "f.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
    G_plt(i_WGnuplot(-5,5, -1,10),
          i_time(-3.,5., .01),
          feq,f);

 printf(" open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n"
        " Press return to continue\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

# Gnuplot file : load "a_main.plt"

reset
plot[-5.000:5.000] [-1.000:10.000]\
-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
"a_paab" pt 7 ps 3 
reset
plot[-5.000:5.000] [-1.000:10.000]\
-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
"a_paac" pt 7 ps 3 
reset
plot[-5.000:5.000] [-1.000:10.000]\
-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
"a_paad" pt 7 ps 3 
reset
plot[-5.000:5.000] [-1.000:10.000]\
-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
"a_paae" pt 7 ps 3 
reset
plot[-5.000:5.000] [-1.000:10.000]\
-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
"a_paaf" pt 7 ps 3


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include     "kg_f.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f.h                     */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x)
{
 return(       -0.5*x*x  + 1.0*x + 8.0);
}
char  feq[] = "-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_f.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_f.h                  */
/* ------------------------------------ */
void G_plt(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
char feq[],
double (*P_f)(double x)
)
{
FILE   *fp1;
FILE   *fp2;
double    p;
char files[]= "a_paaa";

         fp1 = fopen("a_main.plt","w");
 fprintf(fp1,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n");

for(p=Pic.mini; p<Pic.maxi; p+=Pic.step)
{
 fprintf(fp1," reset\n"
            " plot[%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
            " %s lt 13,\\\n"
            " \"%s\" pt 7 ps 3 \n",
         w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
         feq,
         NewName(files));

         fp2 = fopen(files,"w");
 fprintf(fp2," %+0.6f %+0.6f",p,(*P_f)(p));
  fclose(fp2);
}
  fclose(fp1);
}


Animer deux points


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Créer une animation avec la commande "pause 1" de gnuplot. La position des deux points sont dans les fichiers a_p***

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

L'animation[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Créer une liste de commande.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include        "f.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
    G_plt(i_WGnuplot(-5,5, -1,10),
          i_time(-3.,5., .01),
          feq,f);

 printf(" open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n"
        " Press return to continue\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"

 reset
 plot[-4.000:6.000] [-1.000:10.000]\
 -0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
 "a_paab"  pt 7 ps 3 

 reset
 plot[-4.000:6.000] [-1.000:10.000]\
 -0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
 "a_paac"  pt 7 ps 3 

 reset
 plot[-4.000:6.000] [-1.000:10.000]\
 -0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
 "a_paad"  pt 7 ps 3 

 reset
 plot[-4.000:6.000] [-1.000:10.000]\
 -0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0 lt 13,\
 "a_paae"  pt 7 ps 3


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include     "kg_f.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f.h                     */
/* ------------------------------------ */
double f(
double x)
{
 return(       -0.5*x*x  + 1.0*x + 8.0);
}
char  feq[] = "-0.5*x**2 + 1.0*x + 8.0";


Crystal Clear mimetype source h.png xg_f.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   xg_f.h                  */
/* ------------------------------------ */
void  G_plt(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
char feq[],
double (*P_f)(double x)
)
{
FILE   *fp1;
FILE   *fp2;
double  p,q;
char files[] = "a_paaa";

        fp1 = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp1,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n");

for(p=q=Pic.mini; p<Pic.maxi; p+=Pic.step)
{
 fprintf(fp1," reset\n"
             " plot[%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
             " %s lt 13,\\\n"
             " \"%s\"  pt 7 ps 3 \n",
             w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
             feq,
             NewName(files));

         fp2 = fopen(files,"w");
 fprintf(fp2," %+0.6f %+0.6f\n",p,(*P_f)(p));
 fprintf(fp2," %+0.6f %+0.6f\n",q,(*P_f)(p));
  fclose(fp2);
}
 fclose(fp1);
}


Animation : Tangente


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer la tangente[modifier | modifier le wikicode]

Nous utilisons ici la méthode avec la commande "pause 1" de gnuplot.

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "f2.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
 printf("  f : x-> %s  \n", feq);
 printf("  f': x-> %s\n\n",Dfeq);

 printf(" The equation of the tangent is : \n\n");
 printf("       y = f'(c) (x-c) + f(c)     \n\n");

  G_TanA(i_WGnuplot(-7, 7,-2,2),
         i_time(-1.5,2,.2),
         feq,
         f,
         Df);

 printf(" load \"a_main.plt\" with gnuplot. \n\n"
        " Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Le résultat dans a_main.plt


 # Gnuplot file : load "a_main.plt"
 set zeroaxis
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.997495*x +1.566980 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.963558*x +1.520124 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.891207*x +1.433924 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.783327*x +1.326604 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.644218*x +1.215795 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.479426*x +1.117295 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.295520*x +1.043993 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  0.099833*x +1.004988 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.099833*x +1.004988 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.295520*x +1.043993 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.479426*x +1.117295 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.644218*x +1.215795 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.783327*x +1.326604 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.891207*x +1.433924 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.963558*x +1.520124 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.997495*x +1.566980 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.991665*x +1.556986 
 pause 1
 plot [-7.000:7.000] [-2.000:2.000]  cos(x),  -0.946300*x +1.474681 
 pause 1
 reset


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png f2.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   f2.h                    */
/* ----------- f ---------------------- */
double f(
double x)
{
 return(       cos(x));
}
char  feq[] = " cos(x)";
/* ------------ f' --------------------- */
double Df(
double x)
{
 return(  (-sin(x)) );
}
char Dfeq[] = " (-sin(x)) ";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------
   y = ax + b    [P(xp,yp);(y-yp)=a(x-xp)]

   a = f'(x)

   b = y - ax
   b = y - f'(x)x
   b = f(x) - f'(x)x

   x=p
   a = f'(p)
   b = f(p) - f'(p)p
   ------------------------------------ */
void G_TanA(
W_Ctrl w,
t_Ctrl Pic,
  char    fEQ[],
double (*P_f)(double x),
double (*PDf)(double x)
)
{
FILE *fp = fopen("a_main.plt","w");
double p = Pic.mini;

fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\"\n"
           " set zeroaxis\n\n");

for(;p<Pic.maxi;p+=Pic.step)
    fprintf(fp," plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] "
               "%s, "
               " %0.6f*x %+0.6f \n"
               " pause 1\n\n",
                 w.xmini,w.xmaxi,w.ymini,w.ymaxi,
                 fEQ,
           (*PDf)(p), (-(*PDf)(p)*p+(*P_f)(p)) );

fprintf(fp," reset");
 fclose(fp);
}


Animation : Cercle de courbure


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Cercle de courbure dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et récupérer aussi ceux du chapitre Dessiner :Cercle de courbure.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer le cercle de courbure pour une fonction f(x)
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fb.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double x = -3.5;
double e = .001;

 for(;x<3.5;x+=.1)
    {
   circle("a_circle.plt",
          1./K_y_2d(f,x,e),
          h_y_2d(f,x,e),
          k_y_2d(f,x,e));

     G_C_2d(i_WGnuplot(-4.,4.,-2.,2.),
            f,x,e,
            feq);}

 printf(" open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n"
        " Use the command replot of gnuplot         \n\n");

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente20
Résultat dans gnuplot
Tangente21
Résultat dans gnuplot
Tangente22


Animation : Tangente d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La tangente dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer la tangente[modifier | modifier le wikicode]

Nous utilisons ici la méthode avec la commande "pause 1" de gnuplot.


Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer la tangente
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fe.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{

 printf(" Let C be the curve consisting of all"
        " ordered pairs (f(t),g(t)).\n\n"
        " With\n\n"
        " f : t-> %s\n\n"
        " g : t-> %s\n\n", feq, geq);

  G_NormalA( i_WGnuplot(-10.,10.,-5.,5.),
             i_time( .1,2.*PI,.05),
             i_time(0.0,2.*PI,.05),
             f,
             g,
          DgDf);

 printf(" To see the curve C, open the file \"a_main.plt\""
        " with Gnuplot.\n\n"
        "\n Press return to continue");
 getchar();

 return 0;
}


Le résultat dans a_main.plt

 # Gnuplot file : load "a_main.plt"

 set zeroaxis
 set size ratio -1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.052250*x +3.015895, 19.138612*x -8.326680
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.082980*x +3.038500, 12.051102*x -7.517315
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.120357*x +3.076117, 8.308636*x -6.442618
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.169064*x +3.137218, 5.914933*x -5.156957
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.237705*x +3.238412, 4.206886*x -3.724725
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.344572*x +3.415897, 2.902154*x -2.216673
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.537340*x +3.764826, 1.861020*x -0.705905
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -0.993042*x +4.639209, 1.007007*x +0.736221
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 -3.388779*x +9.393329, 0.295092*x +2.044043
 pause 1
 plot [-10.000:10.000] [-5.000:5.000]\
 "data.plt" with linesp lt 3 pt 1,\
 3.303093*x -4.027901, -0.302747*x +3.161169
 pause 1
 reset


Résultat dans gnuplot
Tangente15
Résultat dans gnuplot
Tangente16


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include   "kg_tan.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fe.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fe.h                    */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*sin(k1*t) );
}
char  feq[] =  "a*sin(k1*t)";
/* ------------------------------------ */
double Df(
double t)
{
double a=2;
double k1=3;

        return( a*cos(k1*t)*k1);
}
char  Dfeq[] =  "a*cos(k1*t)*k1";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return( b*cos(k2*t) );
}
char  geq[] =  "b*cos(k2*t)";
/* ------------------------------------ */
double Dg(
double t)
{
double b =3;
double k2=1;
        return(  -b*sin(k2*t)*k2 );
}
char  Dgeq[] =  "-b*sin(k2*t)*k2";
/* ------------------------------------ */
double DgDf(
double t)
{
        return(Dg(t)/Df(t));
}


Crystal Clear mimetype source h.png kg_tan.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_tan.h                */
/* ------------------------------------ */
void G_NormalA(
W_Ctrl W,
t_Ctrl C,
t_Ctrl T,
double (*P_f)  (double t),
double (*P_g)  (double t),
double (*PDgDf)(double t)
)
{
FILE   *fp;
double c;
double t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp,"# Gnuplot file : load \"a_main.plt\" \n\n"
           " set zeroaxis\n"
           " set size ratio -1\n");

for(c=C.mini; c<C.maxi; c+=C.step)
{
fprintf(fp," plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f]\\\n"
           " \"data.plt\" with linesp lt 3 pt 1,\\\n"
           " %0.6f*x %+0.6f,"
           " %0.6f*x %+0.6f\n"
           " pause 1\n",
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi,
    (*PDgDf)(c),
            (-(*PDgDf)(c)*(*P_f)(c)+(*P_g)(c)),
-1./(*PDgDf)(c),
        -1./(-(*PDgDf)(c))*(*P_f)(c)+(*P_g)(c));
}
fprintf(fp," reset");
 fclose(fp);

        fp = fopen("data.plt","w");
 for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.6f   %6.6f\n",
                (*P_f)(t),(*P_g)(t));
 fclose(fp);
}


Animation : Cercle de courbure d'une courbe


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Cercle de courbure dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et de recuperer aussi ceux du chapitre Dessiner : Cercle de courbure d'une courbe.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer le cercle de courbure pour une fonction (f(t),g(t)).
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fb.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double t = 0.;
double e = .001;

 for(;t<2*PI;t+=.03)
    {
     circle("a_circle.plt",
               1./fabs(Kt_2d(f,g,t,e)),
                  cx_2d(f,g,t,e),
                  cy_2d(f,g,t,e));

     G_C_2d(i_WGnuplot(-4,8,-2,4),
            i_time(0.,2*PI,.03),
             f,g,t,
             e);
    }

 printf(" open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot.\n\n"
        " Use the command replot of gnuplot         \n\n");

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Tangente23
Résultat dans gnuplot
Tangente24
Résultat dans gnuplot
Tangente25


Animation : Cycloïde


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La cycloïde dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer une cycloide
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double x=0;

 printf(" Let C be the curve consisting of all ordered \n"
        " pairs (f(t),g(t)) \n\n"
        " f : t-> %s\n"
        " g : t-> %s\n",feq,feq);

printf("\n\n Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot."
       "\n\n Use the \"replot\" command of gnuplot.\n\n");

 for(;x<4*PI;x+=.1)

   G_CurveA(i_WGnuplot(-1.,14,-1.,6.),
            i_time(0.,4.*PI,.01),
            f,g,
            x);

 printf(" Press return to continue\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Curve01


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "curve.h"
#include "kg_curve.h"


Crystal Clear mimetype source h.png curve.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   curve.h                 */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
        return(1*t-sin(t));
}
char  feq[] = "1*t-sin(t)";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
        return(1-cos(t));
}
char  geq[] = "1-cos(t)";
/* ------------------------------------ */


Crystal Clear mimetype source h.png kg_curve.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_curve.h              */
/* ------------------------------------ */
void G_CurveA(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double x
)
{
FILE   *fp;
double  t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," reset\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set size ratio -1\n"
           " set grid\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_curve.plt\" with line, \\\n"
           " \"a_circle.plt\" with line,\\\n"
           " \"a_radius.plt\" with linesp",
     W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi);
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_curve.plt","w");
  for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t));
  fclose(fp);

        fp = fopen("a_radius.plt","w");
  fprintf(fp," %6.5f   1.000\n",x);
  fprintf(fp," %6.5f   %6.5f\n",(*P_f)(x),(*P_g)(x));
  fclose(fp);

        fp = fopen("a_circle.plt","w");
  for(t=0;t<2.01*PI;t+=.1)
     fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",cos(t)+x,sin(t)+1);
  fclose(fp);

  Pause();
}


Animation : Cardioïde


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

La cardioïde dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer une cardioïde
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double x;

 printf(" Let C be the curve consisting of all ordered \n"
        " pairs (f(t),g(t)) \n\n"
        " f : t-> %s\n"
        " g : t-> %s\n",feq,feq);

printf("\n\n Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot."
       "\n\n Use the \"replot\" command of gnuplot.\n\n");

 for(x=0;x<2.01*PI;x+=.03)

     G_C_2d(i_WGnuplot(-10.,10,-5.,5.),
            i_time(0.,2.*PI,.1),
            f,g,x);

 printf(" Press return to continue\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Curve02


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include    "curve.h"
#include "kg_curve.h"


Crystal Clear mimetype source h.png curve.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   curve.h                 */
/* ------------------------------------ */
double f(
double t)
{
double a=1;

        return( a*(2*cos(t)-cos(2*t)));
}
char  feq[] =  "a*(2*cos(t)-cos(2*t))";
/* ------------------------------------ */
double g(
double t)
{
double a=1.;

        return( a*(2*sin(t)-sin(2*t)));
}
char  geq[] =  "a*(2*sin(t)-sin(2*t))";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_curve.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_curve.h              */
/* ------------------------------------ */
void G_C_2d(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double (*P_f)(double t),
double (*P_g)(double t),
double x
)
{
FILE   *fp;
double  t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," reset\n"
           " set zeroaxis lt 8\n"
           " set size ratio -1\n"
           " set grid\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_circle.plt\" with line,\\\n"
           " \"b_circle.plt\" with line,\\\n"
           " \"a_curve.plt\" with line, \\\n"
           " \"a_radius.plt\" with linesp",
        W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi);
 fclose(fp);

          fp = fopen("a_curve.plt","w");
for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
  fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",(*P_f)(t),(*P_g)(t));
   fclose(fp);

         fp = fopen("a_radius.plt","w");
 fprintf(fp," %6.5f  %6.5f\n",2*cos(x)+0,2*sin(x)+0);
 fprintf(fp," %6.5f  %6.5f\n",(*P_f)(x),(*P_g)(x));
  fclose(fp);

         fp = fopen("a_circle.plt","w");
for(t=0;t<2.01*PI;t+=.1)
  fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",cos(t)+0,sin(t)+0);
   fclose(fp);

          fp = fopen("b_circle.plt","w");
for(t=0;t<2.01*PI;t+=.1)
   fprintf(fp," %6.5f %6.5f\n",
          cos(t)+2*cos(x),sin(t)+2*sin(x));
   fclose(fp);

  Pause();
}


Animation : Rosace


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Coordonnées polaires dans Wikipedia.

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer une rosace
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fr.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double maxi;

 printf(" r : t-> %s\n\n", req);

 printf("\n\n Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot."
        "\n\n Use the \"replot\" command of gnuplot.\n\n");

 for(maxi=0;maxi<=2.*PI+.1;maxi+=.1)

     G_polar(i_WGnuplot(-1.,1.,-1.,1.),
             i_time(0,maxi,0.01),
             r);

 printf("\n Press return to continue");
 getchar();
 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot
Curve03
Résultat dans gnuplot
Curve04


Les fichiers h de ce chapitre[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source h.png x_ahfile.h
Appel des fichiers
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   x_ahfile.h              */
/* ------------------------------------ */
#include    <stdio.h>
#include   <stdlib.h>
#include    <ctype.h>
#include     <time.h>
#include     <math.h>
#include   <string.h>
/* ------------------------------------ */
#include     "xdef.h"
#include     "xplt.h"
/* ------------------------------------ */
#include "kg_polar.h"


Crystal Clear mimetype source h.png fr.h
La fonction à dessiner
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   fr.h                    */
/* ------------------------------------ */
double r(
double t)
{
double n=4;

        return( sin(n*t));
}
char  req[] =  "sin(n*t)";


Crystal Clear mimetype source h.png kg_polar.h
La fonction graphique
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   kg_polar.h              */
/* ------------------------------------ */
void G_polar(
W_Ctrl W,
t_Ctrl T,
double (*P_r)(double k)
)
{
FILE   *fp;
double  t;

        fp = fopen("a_main.plt","w");
fprintf(fp," set size ratio -1\n"
           " set polar\n"
           " set grid polar\n\n"
           " plot [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] [%0.3f:%0.3f] \\\n"
           " \"a_curve.plt\" with line lt 3, \\\n"
           " \"a_radius.plt\" with linesp lt 1 pt 1",
           0., 2.*PI,W.xmini,W.xmaxi,W.ymini,W.ymaxi);
 fclose(fp);

        fp = fopen("a_curve.plt","w");
  for(t=T.mini; t<=T.maxi; t+=T.step)
     fprintf(fp," %6.3f   %6.3f\n",t,(*P_r)(t));
 fclose(fp);

          fp = fopen("a_radius.plt","w");
  fprintf(fp," 0.  0. \n  %6.3f  %6.3f\n",
            t-T.step,(*P_r)(t-T.step));
 fclose(fp);

    Pause();
}


Animation : Vecteur unitaire


Préambule[modifier | modifier le wikicode]

Présentation[modifier | modifier le wikicode]

N'oubliez pas les fichiers *.h partagés et ceux de ce chapitre.

Animer[modifier | modifier le wikicode]

Crystal Clear mimetype source c.png c01.c
Animer a un vecteur normale unitaire et un vecteur tangent unitaire.
/* ------------------------------------ */
/*  Save as :   c01.c                   */
/* ------------------------------------ */
#include "x_ahfile.h"
#include       "fb.h"
/* ------------------------------------ */
int main(void)
{
double t=0.;

 printf(" r(t) = f(t)i + g(t)j \n\n"
        " With \n\n"
        " f : t-> %s  \n"
        " g : t-> %s\n\n",feq,geq);

printf("\n\n Open the file \"a_main.plt\" with Gnuplot."
       "\n\n Use the \"replot\" command of gnuplot.\n\n");

 for(;t<4.*PI;t+=.05)

     G_Curve_2d(i_WGnuplot(-2,2,-2,2),
                i_time( 0.,4.*PI,.05),
                f,g,Tf,Tg,
                t);

 printf(" Press return to continue\n");
 getchar();

 return 0;
}

Le résultat.

Résultat dans gnuplot