Modules et librairies pour les sciences
En Python, des librairies sont spécifiquement développées pour le calcul scientifique.
Pour commencer, cette section résume les fonctionnalités des différentes librairies les plus rencontrées. Ces dernières sont présentées plus en détail dans la suite de cette documentation.
Math
Le module math
fait partie de la librairie standard de Python.
Fonction/constante |
Description |
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Fonction racine carrée |
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Fonction sinus (angle en radian) |
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Fonction cosinus (angle en radian) |
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Fonction exponentielle |
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Fonction logarithme décimal |
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Constante Pi |
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Valeur flottante non définie (Not A Number) |
Numpy
Le paquet (ensemble de modules) Numpy facilite la manipulation de tableaux avec Python.
import numpy as np
L'importation de ce paquet se fait usuellement avec alias np
.
Fonction/méthode |
Description |
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Tableau Numpy à partir d'une liste Python. |
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Tableau Numpy à partir d'un intervalle de N valeurs. |
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Tableau Numpy à partir d'un intervalle avec un pas d'incrémentation. |
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Tableau Numpy de zéros de taille N. |
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Tableau(x) Numpy à partir de l'importation d'un fichier CSV |
Fonction/constante |
Description |
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Fonction sinus |
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Fonction exponentielle |
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Fonction racine carré |
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Constante pi |
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Valeur flottante non définie (Not A Number) |
Fonction/méthode |
Description |
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Valeur moyenne d'un tableau Numpy |
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Ecart-type d'un tableau Numpy |
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Génération de nombres aléatoires suivant la loi normale |
Fonction/méthode |
Description |
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Modélisation à partir d'un polynôme d'ordre n |
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Intégration d'un tableau avec la méthode des trapèzes. |
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Transformé rapide de Fourier (spectre) |
Matplotlib
Matplotlib est une librairie (ensemble de paquets) très complète pour les représentations graphiques. En particulier, le module matplolib.pyplot simplifie son usage.
import matplotlib.pyplot as plt
L'importation du module pyplot
se fait habituellement avec alias plt
.
Fonction/méthode |
Description |
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Trace une courbe à partir d'une série de points |
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Affiche la figure (à appeler en dernier !) |
Fonction/méthode |
Description |
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Ajoute un titre au repère. |
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Ajoute une légende à l'axe des abscisses. |
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Ajoute une légende à l'axe des ordonnées. |
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Fixe l'échelle sur l'axe des abscisses. |
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Fixe l'échelle sur l'axe des ordonnées. |
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Ajoute un quadrillage. |
Fonction/méthode |
Description |
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Trace une nuage de points (peu utilisée au profit de |
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Trace un histogramme. |
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Trace un champ de vecteurs (ou un vecteur). |
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Trace des tiges (représentation d'un spectre). |
Fonction/méthode |
Description |
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Ajoute un texte simple aux coordonnées |
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Dessine une flèche dans un repère. |
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Ajoute un texte aux coordonnées |
Fonction/méthode |
Description |
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Trace une droite verticale à l'abscisse |
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Trace une droite horizontale à l'ordonnée |
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Délimite une zone rectangulaire verticale entre |
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Délimite une zone rectangulaire horizontale entre |
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Remplit l'aire entre deux courbes (ou entre une courbe et l'axe des abscisses). |
Scipy
La librairie Scipy comporte un grand nombre de fonctions évoluées pour le traitement numérique regroupées dans des modules spécifiques (stats
, interpolate
, ... )
Fonction/méthode |
Description |
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Modélisation par régression linéaire |
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Modélisation par une fonction quelconque |
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Interpolation polynomiale |
from scipy.stats import linregress
from scipy.optimize import curve_fit
from scipy.interpolate import interp1d
Fonction/méthode |
Description |
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Intégration (résolution) d'une fonction décrivant une équation différentielle. |
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Détermination des racines d'une fonction par la méthode dichotomique |
from scipy.integrate import odeint
from scipy.optimize import bisect
Statistics
Statistics est un module de la librairie standard de Python pour des calculs statistiques sur des tableaux de données numériques.
Fonction |
Description |
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Valeur moyenne arithmétique. |
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Ecart type. |
from statistics import mean, stdev
Random
Le module random fait également partie de la librairie standard de Python. Il implémente des fonctions de génération de nombres aléatoires.
Fonction |
Description |
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Retourne un entier au hasard dans un intervalle. |
from random import randint