Python编程与几何图形 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

Python编程与几何图形
环境准备——安装Python
实例01　从“点”开始
实例02　五彩点图
实例03　超炫的三角形
实例04　叠加三角形
实例05　正方形组合图形
实例06　正方形和内切圆
实例07　叠边形花篮
实例08　五角星构成的图形
实例09　圆弧组成的花
实例10　函数曲线
附录一　常用turtle库函数分类及使用示例图
附录二　常用math库函数分类及使用示例图
附录三　turtle画图参考实例
环境准备——安装Python
Python的编程运行环境是Python编程学习的前提。把Python安装到电脑后，系统将会新增运行Python程序的解释器、Python命令行交互环境以及Python的集成开发环境（即IDLE）。
Python的安装过程
1.下载安装包
打开Python的官方下载界面，如图0-1所示。
图0-1　Python官方下载界面
2.安装Python
在Windows系统上找到下载的Python安装包，双击“python-3.7.1”文件，如图0-2所示，在出现的页面中选中“Add Python3.7 to PATH”，单击“Install Now”。
接着，出现如图0-3所示的Python安装进度指示，等待安装完毕后，出现如图0-4所示的页面。
图0-2　运行下载好的Python安装包
图0-3　Python安装进度
3.测试Python安装环境
在Windows命令行界面中输入Python命令，出现Python的输入提示符“＞＞＞”，说明Python安装成功，如图0-5所示。在“＞＞＞”后输入“25+75”，回车后，可得到运算结果100。
图0-4　Python安装完毕
图0-5　Python安装成功
在“＞＞＞”后输入“exit（）”并回车，可以退出Python交互式环境。当然，也可以直接关掉命令行窗口。
如果在Windows的命令行界面中输入“Python”并回车，会出现“‘Python’不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。”这是因为在安装时，漏掉了勾选“Add Python 3.7 to Path”。这时，可以把Python安装程序再运行一遍，在出现的界面上选择“Modify”，然后单击“Next”，在如图0-6所示的界面中，勾选“Add Python to environment variables”，单击“Install”进行安装。
图0-6　选中“Add Python to environment variables”
实例01　从“点”开始
能力5象限
数学能力
逻辑能力
编程语言
动手能力
纠错能力
1.1　任务描述
用Python编程，在屏幕上随机地画出很多点来。
1.2　数学知识点
（1）点
点是最简单的图形，是几何图形最基本的组成元素。在欧氏几何中，点是只有位置没有大小的图形，平面中不同位置的点如图1-1所示。点在空间中是1个0维度的对象。
图1-1　平面中不同位置的点
（2）直角坐标系
在平面内画两条互相垂直，且有公共原点的数轴。其中横轴为x轴，纵轴为y轴。这两个相互垂直的轴把平面分为四个部分，从右上角开始数起，按照逆时针方向，分别为第1象限，第2象限，第3象限，第4象限。这样在平面上建立了直角坐标系，如图1-2所示。
这样，我们可以用一个有序数对表示平面上某个点的位置，这个有序数对叫坐标。表示方法为（a，b），a是该点在横轴上对应的数值，b是该点在纵轴上对应的数值。点（2，-2）所在的位置就是第4象限中横坐标是2，纵坐标是-2的位置。
图1-2　直角坐标系
1.3　编程知识点
（1）turtle库
turtle库是Python入门级的图形绘制函数库，是Python自带的标准库之一。使用turtle库绘图，可以想象有一只海龟在画布上移动，默认初始位置在画布的正中心，海龟走过的轨迹就形成了绘制的图形。移动的海龟由程序控制，可以变换颜色、宽度、大小、位置、方向等。
用import调用turtle库可以有三种形式：
第一种直接用“import+turtle”导入turtle库，如图1-3所示。后续使用turtle库时，需要使用turtle库名。如果回车以后没有错误提示，则表示导入库成功。
图1-3　导入turtle库
第二种用“import+turtle+as+别名”导入turtle库，如图1-4所示，在后续使用turtle库时，可以直接用别名代替。如果回车以后没有错误提示，则表示导入库成功。
图1-4　导入turtle库，别名为pic
第三种用“from+库名+import*”导入turtle库，from import方式导入turtle库如图1-5所示，后续使用这个库里的函数或方法时，不需要再说明库名称。如果回车以后没有错误提示，表示导入库成功。
图1-5　from import方式导入turtle库
（2）画布的坐标系
turtle库画图的平面被称为画布（canvas），原点（0，0）在画布的正中央，即1/2画布高、1/2画布宽的位置。以画布中央的点为原点（0，0），建立一个横轴为x轴、纵轴为y轴的坐标系，小海龟画笔在画布上移动的位置，就可以在这个直角坐标系中确定下来，如图1-6所示。
图1-6　turtle画布中的坐标系
在画布中，坐标（x，y）的单位是像素。这个单位与液晶显示屏的尺寸及分辨率有关。屏幕越大，分辨率越小，像素代表的实际尺寸越大。
在画布中，点（20，-30）的位置在画布的右下角，即第4象限，距离y轴20像素，距离x轴30像素。
（3）移动画笔函数goto（）
画笔的默认位置在画布中央。在turtle画布中，使用函数goto（）可以移动画笔到指定位置。
移动画笔位置的程序代码如图1-7所示，导入turtle库，别名为pic，分别按顺序调用了4次turtle库中的函数goto（）。最初，画笔在原点（0，0）的位置上，使用函数goto（100，100）将画笔从原点移动到了第1象限的（100，100）位置上；然后使用函 ............

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