G1 Überblick Lernmodul Pakete NumPy, matplotlib und SymPy - Pythonkurs (ZIP)

Pakete erweitern den Funktionsumfang des Python-Universums um problemspezifische Lösungen. Da Python ein Open Source Projekt ist, gibt es für viele Fragestellungen bereits vorgefertigte Lösungen, die wir mit der Standardbibliothek sonst aufwändig nachprogrammieren müssten. In dieser Lerneinheit stellen wir drei solche Pakete ausführlicher vor, die in vielen technischen Studiengängen von Bedeutung sein können, nämlich NumPy für Matrix-Vektor Rechnungen und damit verbundene Aufgaben wie lineare Gleichungssysteme, matplotlib zur Erstellung von graphisch ansprechenden Plots, Animationen und Visualisierungen, und SymPy für symbolische, d.h. exakte Rechnungen und Formelmanipulationen. Insbesondere möchten wir damit die Befähigung vermitteln, sich eigenständig in unbekannte Pakete einzuarbeiten, mit einer Kombination aus existierenden Tutorials im Internet, üblichen Community-Seiten wie stackexchange, und einer gesunden Portion Grundwissen aus diesem Kurs. Sie werden am Ende hoffentlich zustimmen, dass dies keine Raketenwissenschaft ist, sondern dass Sie im Verlauf des Kurses genau diese Befähigung erworben haben. Im Verlauf dieses Lernmoduls werden wir insbesondere die folgenden Inhalte kennenlernen: Arbeiten mit Paketen und die Paketverwaltung, das Paket NumPy zum Arbeiten mit numerischer linearer Algebra, Speicherung von Vektoren und Matrizen, Rechnen mit Vektoren und Matrizen, das Unterpaket numpy.linalg für die Verwendung hilfreicher Funktionen für Aufgaben der linearen Algebra, das Paket matplotlib zum Plotten und Visualisieren von Daten, fortgeschrittene Aspekte des Pakets matplotlib zum Erstellen individueller Plots für gewünschte Anwendungsaufgaben, das Paket SymPy für exakte symbolische Berechnungen und Computeralgebra, Grundlagen der symbolischen Rechnung und Anwendungsbeispiele für die Nutzung des Paketes SymPy.