Python♪基本：「宝箱」に保管するテクニックの追加例題。abs()も使うよ

for文で繰返し計算を行い、if文により必要なデータを宝箱に保管しておくテクニック記事の追加例題です。次のステップに進もうかと思いましたが、もう少し、例題を解くことにしました。また、この記事では絶対値を求める関数abs()を使って、誤差を判定します。

なお、以下の記事の続編となります。

Python♪基本：大切なものは「宝箱」に保管するテクニック

ゆうちゃんは、前回の記事では、最後の例題で少し苦戦していました。考え方は合っているのに、X座標とY座標を逆に考えてしまい、そのミスを見つけきれませんでした。わからないというよりは、バグを消すのに慣れていないのだと思います。

ゆうちゃんは、すぐにパッとひらめくし、勘がするどい。でも、しつこく粘るタイプではありません。すぐにヒントを聞きたいのに、悔しいというジレンマがあり、ヒントを聞くたびに機嫌が悪くなります。

ゆーちゃん♪ 地味なバグ消し作業を黙々とこなすには、まだ、幼いのかもね。自力で解決する練習が必要ね。

ということで、前よりも少しだけ難しい例題を１問だけ追加します。ゆうちゃんの嫌い（好き？）なヒントを７つも用意しました。見たい、見たくないというジレンマの中で、いくつまでヒントに頼ってしまうのでしょうか。どんな、展開になるのか楽しみ～。

ゆうちゃん「きたよ～♪」
わたし「ゆうちゃん、ゆうちゃん、すごく、難しい問題用意したんだけど解く？」
ゆうちゃん「すごく、難しいなら、嫌。」
わたし「でも、ヒントが７つもあって、ゆうちゃんなら、全部見なくてもできると思うんだけど。」
ゆうちゃん「今日は、僕を挑発する作戦だね。その挑発にのってあげるよ。ヒントなんかいらない。」

今日は、ご機嫌がよろしいみたい。（しめしめ）

０．ゆうちゃんとPythonシリーズ
１．絶対値を求めるabs()
２．追加例題の設定
３．例題（命中させるための初速を知りたい）
４．ヒント
5. 解答例
６．余談
私が実際に購入した教材のご紹介
その他

０．ゆうちゃんとPythonシリーズ

この記事は「ゆうちゃんとPythonシリーズ」の記事です。一連の記事は、以下のリンク集を参照してください。

中学生のゆうちゃんとPythonシリーズ

なお、それぞれの記事は、シリーズの中でそれまでに習った文法を使ってサンプルコードを考えています。実際には、もっと、効率のよい書き方があるかもしれませんが、ご了承ください。

１．絶対値を求めるabs()

さて、例題を解く前に、今日はabs()の使い方を覚えましょう。

さて、いきなりですが、35, 32, 36の中で、最も30に近いものはどれでしょうか。これは、人が見れば一瞬で32とわかります。そして、これを判定するならば、例えば以下のように30との差を求め、差がが最も小さい32が答であると言えます。

35 - 30 = 5
32 - 30 = 2
36 - 30 = 6

では、24, 35, 32の中で、最も30に近いものはどれでしょうか。これも、一瞬で32とわかりますが、先ほどと同じように差に注目すると、- 6が一番小さい値となり、答が24になってしまいます。

24 - 30 = - 6
35 - 30 = 5
32 - 30 = 2

つまり、誤差を比較するには、30との「差」ではなく、「差の絶対値」を求める必要があります。

Pythonでは絶対値を求める関数としてabs()という関数があります。()の中の数字の絶対値を求める関数です。最初からPythonの機能として組み込まれた「組み込み関数」ですので、特にライブラリーをimportする必要はありません。

以下のように、abs()を使い、print()で出力してみます。差の絶対値を求めれば、32が最も30に近いことがわかります。あえて、テクニックと言うほどのことではありませんが、誤差を判定したいことはよくあると思いますので、そんなときには組み込み関数のabs()を使ってください。

#コード01
print(abs(24 - 30))
print(abs(35 - 30))
print(abs(32 - 30))

#出力01
6
5
2

さて、これで、新しい例題を解くための準備は完了です。

２．追加例題の設定

追加例題の設定は前回と同じです。

あるところに研究熱心な愛のキューピットがおりました。射程距離が短い弓矢では、なかなか、愛の矢が当たらないので、愛の大砲を発明しました。この大砲は空気抵抗などは受けない愛の砲弾を撃つことができ、その威力は絶大です。

大砲は火薬の量で、砲弾の最初の速度を変えることはできますが、発射角は45度固定です。以下の図のように、城壁の上からターゲットに向けて発射されます。

この場合の弾道は、原点(x=0, y=0)を城壁の角の部分とすると、水平距離xと高さyの関係を以下の式であらわすことができます。大砲の筒先までの高さが1mなので、式の最後が「+1」になっています。

x, yの単位は(m)、砲弾が大砲を飛び出すときの初速（v₀）の単位は（m/秒）です。

３．例題（命中させるための初速を知りたい）

天使は城壁の高さ(h_wall)が5mのところに愛の大砲を設置しました。城壁から5m下の標的に命中させるためには、火薬の量により砲弾の初速(v0)を変えて飛距離を調整します。

さて、50m先にあるターゲットの足元に愛の大砲を命中させるための、砲弾の初速(v0)を求めましょう。なお、現在の天使界の技術では、初速は最大25(m/秒)までしかでません。

様々な解答が考えられますが、この記事は Python♪基本：大切なものは「宝箱」に保管するテクニックの追加例題であり、前回記事の例題4の解答を参考にしてください。また、グラフを表示する必要はありません。