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#+TITLE: À propos du calcul de $\pi$ #+TITLE: À propos du calcul de $\pi$
#+LANGUAGE: fr #+LANGUAGE: fr
#+HTML_HEAD: <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/css/htmlize.css"/> #+HTML_HEAD: <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/css/htmlize.css"/>
...@@ -8,22 +8,24 @@ ...@@ -8,22 +8,24 @@
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/lib/js/jquery.stickytableheaders.js"></script> #+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/lib/js/jquery.stickytableheaders.js"></script>
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/js/readtheorg.js"></script> #+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/js/readtheorg.js"></script>
#+PROPERTY: header-args :session :exports both #+PROPERTY: header-args :session :exports both
* En demandant à la lib maths * En demandant à la lib maths
* En demandant à la lib maths * En demandant à la lib maths
Mon ordinateur m'indique que $\pi$ vaut /approximativement/ Mon ordinateur m'indique que $\pi$ vaut /approximativement/
#+begin_src R :results output :session *R* :exports both #+begin_src R :results output :session *R* :exports both
pi pi
#+end_src #+end_src
#+RESULTS: #+RESULTS:
: [1] 3.141593 : [1] 3.141593
* En utilisant la méthode des aiguilles de Buffon * En utilisant la méthode des aiguilles de Buffon
Mais calculé avec la *méthode* des [[https://fr.wikipedia.org/wiki/Aiguille_de_Buffon][aiguilles de Buffon]], on obtiendrait comme *approximation* : Mais calculé avec la *méthode* des [[https://fr.wikipedia.org/wiki/Aiguille_de_Buffon][aiguilles de Buffon]], on obtiendrait
comme *approximation* :
#+begin_src R :results output :session *R* :exports both #+begin_src R :results output :session *R* :exports both
set.seed(42) set.seed(42)
...@@ -32,30 +34,24 @@ x = runif(N) ...@@ -32,30 +34,24 @@ x = runif(N)
theta = pi/2*runif(N) theta = pi/2*runif(N)
2/(mean(x+sin(theta)>1)) 2/(mean(x+sin(theta)>1))
#+end_src #+end_src
#+RESULTS: #+RESULTS:
: [1] 3.14327 : [1] 3.14327
* Avec un argument "fréquentiel" de surface * Avec un argument "fréquentiel" de surface
Sinon, une méthode plus simple à comprendre et ne faisant pas intervenir d'appel à la fonction sinus se base sur le fait que si $X\sim Sinon, une méthode plus simple à comprendre et ne faisant pas
U(0,1)$ et $Y\sim U(0,1)$ alors $P[X^2+Y^2\leq 1] = \pi/4$ (voir [[https://fr.wikipedia.org/wiki/M%25C3%25A9thode_de_Monte-Carlo#D%25C3%25A9termination_de_la_valeur_de_%25CF%2580][méthode de intervenir d'appel à la fonction sinus se base sur le fait que si $X\sim
U(0,1)$ et $Y\sim U(0,1)$ alors $P[X^2+Y^2\leq 1] = \pi/4$ (voir [[https://fr.wikipedia.org/wiki/M%25C3%25A9thode_de_Monte-Carlo#D%25C3%25A9termination_de_la_valeur_de_%25CF%2580][méthode de
Monte Carlo sur Wikipedia]]). Le code suivant illustre ce fait : Monte Carlo sur Wikipedia]]). Le code suivant illustre ce fait :
*+begin_src R :results output :exports both #+begin_src R :results output graphics :file figure_pi_mc1.png :exports both :width 600 :height 400 :session *R*
%matplotlib inline set.seed(42)
import matplotlib.pyplot as plt
np.random.seed(seed=42)
N = 1000 N = 1000
x = np.random.uniform(size=N, low=0, high=1) df = data.frame(X = runif(N), Y = runif(N))
y = np.random.uniform(size=N, low=0, high=1) df$Accept = (df$X**2 + df$Y**2 <=1)
library(ggplot2)
accept = (x*x+y*y) <= 1 ggplot(df, aes(x=X,y=Y,color=Accept)) + geom_point(alpha=.2) + coord_fixed() + theme_bw()
reject = np.logical_not(accept)
fig, ax = plt.subplots(1)
ax.scatter(x[accept], y[accept], c='b', alpha=0.2, edgecolor=None)
ax.scatter(x[reject], y[reject], c='r', alpha=0.2, edgecolor=None)
ax.set_aspect('equal')
#+end_src #+end_src
#+RESULTS:
[[file:figure_pi_mc1.png]]
Il est alors aisé d'obtenir une approximation (pas terrible) de $\pi$ en comptant combien de fois, en moyenne, $X^2 + Y^2$ est inférieur à 1 : Il est alors aisé d'obtenir une approximation (pas terrible) de $\pi$ en comptant combien de fois, en moyenne, $X^2 + Y^2$ est inférieur à 1 :
...@@ -63,5 +59,5 @@ Il est alors aisé d'obtenir une approximation (pas terrible) de $\pi$ en compta ...@@ -63,5 +59,5 @@ Il est alors aisé d'obtenir une approximation (pas terrible) de $\pi$ en compta
#+begin_src R :results output :session *R* :exports both #+begin_src R :results output :session *R* :exports both
4*mean(df$Accept) 4*mean(df$Accept)
#+end_src #+end_src
#+RESULTS: #+RESULTS:
: [1] 3.156 : [1] 3.156
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