92 lines
3.5 KiB
Markdown
92 lines
3.5 KiB
Markdown
# Grundlagen 01: Python als Taschenrechner 🧮 (Schulabgleich 02.1)
|
|
|
|
Willkommen zum ersten Kapitel des Python-Grundlagen-Lehrpfads!
|
|
|
|
In diesem Kapitel lernst du, wie Python als extrem präziser und vielseitiger Taschenrechner verwendet wird, welche Zahlenarten es gibt und wie die mathematischen Operatoren funktionieren.
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 💡 Das Wichtigste in Kürze
|
|
|
|
### 1. Zahlenarten in Python
|
|
Python unterscheidet grundlegend zwischen zwei Zahlenarten:
|
|
- **`int` (Integer):** Ganze Zahlen ohne Nachkommastellen (z.B. `42`, `-5`, `0`, `1000000`). Python kann mit beliebig großen ganzen Zahlen rechnen!
|
|
- **`float` (Floating Point Number):** Kommazahlen mit Nachkommastellen (z.B. `3.14`, `-0.5`, `2.0`). Beachte: In Python wird als Dezimaltrennzeichen immer ein **Punkt `.`** verwendet, kein Komma!
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🧮 Die 7 Rechenoperatoren in Python
|
|
|
|
| Operator | Name | Beispiel | Ergebnis | Besonderheit / Erklärung |
|
|
| :---: | :--- | :--- | :---: | :--- |
|
|
| `+` | Addition | `12 + 8` | `20` | Addiert zwei Zahlen |
|
|
| `-` | Subtraktion | `20 - 7` | `13` | Subtrahiert den zweiten Wert vom ersten |
|
|
| `*` | Multiplikation | `6 * 7` | `42` | Multipliziert zwei Zahlen |
|
|
| `/` | Echte Division | `7 / 2` | `3.5` | **Wichtig:** Liefert in Python 3 *immer* ein `float` (Kommazahl)! `4 / 2` ergibt `2.0`. |
|
|
| `//` | Ganzzahldivision | `17 // 5` | `3` | Teilt und rundet immer zur nächsten ganzen Zahl nach unten ab (Floor Division). |
|
|
| `%` | Modulo | `17 % 5` | `2` | Berechnet den verbleibenden **Rest** einer Ganzzahldivision. |
|
|
| `**` | Potenz | `2 ** 3` | `8` | Berechnet $2^3 = 2 \times 2 \times 2 = 8$. |
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🍕 Pizza-Analogie für `//` und `%`
|
|
|
|
Stell dir vor, du bestellst eine Pizza mit **17 Stücken** für **5 Personen**:
|
|
- Wie viele ganze Stücke bekommt jede Person fair aufgeteilt?
|
|
$$\text{Stücke pro Person} = 17 // 5 = 3$$
|
|
- Wie viele Stücke bleiben in der Schachtel übrig?
|
|
$$\text{Rest} = 17 \% 5 = 2$$
|
|
- Probe: $3 \times 5 + 2 = 17$!
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 📐 Vorrangregeln (Punkt vor Strich & Klammern)
|
|
|
|
Genau wie in der Schulmathematik beachtet Python feste Vorrangregeln:
|
|
1. **Klammern `(...)`** haben immer die höchste Priorität.
|
|
2. **Potenzen `**`** werden vor Multiplikation/Division berechnet.
|
|
3. **Punktrechnung `*`, `/`, `//`, `%`** kommt vor **Strichrechnung `+`, `-`**.
|
|
|
|
```python
|
|
# Ohne Klammer: 3 * 4 = 12, dann 2 + 12 = 14
|
|
ergebnis = 2 + 3 * 4 # 14
|
|
|
|
# Mit Klammer: (2 + 3) = 5, dann 5 * 4 = 20
|
|
ergebnis = (2 + 3) * 4 # 20
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 📢 Textausgabe mit `print()`
|
|
|
|
Mit der eingebauten Funktion `print()` gibst du Texte und Rechenergebnisse im Terminal aus:
|
|
|
|
```python
|
|
print("Hallo Welt!")
|
|
print("Ergebnis:", 40 + 2)
|
|
print(f"Die Kreisfläche beträgt: {3.14159 * 5**2}")
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🎯 Deine Aufgaben in `aufgabe.py`
|
|
|
|
Öffne die Datei `aufgabe.py` und bearbeite die folgenden 7 TODOs:
|
|
1. **TODO 1:** `addieren(a, b)` $\rightarrow$ Summe $a + b$
|
|
2. **TODO 2:** `subtrahieren(a, b)` $\rightarrow$ Differenz $a - b$
|
|
3. **TODO 3:** `multiplizieren(a, b)` $\rightarrow$ Produkt $a \times b$
|
|
4. **TODO 4:** `dividieren(a, b)` $\rightarrow$ Quotient $a / b$ (als float)
|
|
5. **TODO 5:** `ganzzahl_rest(a, b)` $\rightarrow$ Tupel `(a // b, a % b)`
|
|
6. **TODO 6:** `potenz(basis, exponent)` $\rightarrow$ $basis^{exponent}$ (`basis ** exponent`)
|
|
7. **TODO 7:** `kreis_flaeche(radius)` $\rightarrow$ $3.14159 \times radius^2$
|
|
|
|
---
|
|
|
|
## 🧪 Lösung überprüfen
|
|
|
|
Führe im Terminal den automatischen Unittest aus:
|
|
```bash
|
|
python3 test_aufgabe.py
|
|
```
|
|
|
|
Wenn alle 7 Tests mit `OK` durchlaufen, bist du bereit für das nächste Kapitel: **G02: Variablen & Datentypen**!
|