1 Instalace a první kroky

Co se naučíte

V této kapitole se naučíte:

Co je Python a proč ho budeme používat
Jak nainstalovat Python na váš počítač
Jak napsat a spustit svůj první program
Základní práci s čísly a textem

1.1 Co je Python?

Python je programovací jazyk – způsob, jak dávat počítači instrukce. Představte si ho jako překladač mezi vámi a počítačem. Vy napíšete příkaz v Pythonu a počítač ho vykoná.

Proč právě Python?

Je jednoduchý na naučení – syntaxe (způsob psaní) připomíná běžnou angličtinu
Je mocný – používají ho Google, Netflix, NASA i výzkumníci umělé inteligence
Má skvělé knihovny pro matematiku – NumPy, Matplotlib, PyTorch
Je zdarma – můžete ho používat bez jakýchkoliv poplatků

Zajímavost

Jméno Python nepochází od hada, ale od britské komediální skupiny Monty Python. Autor jazyka, Guido van Rossum, byl jejich fanouškem!

1.2 Instalace Pythonu

1.2.1 Windows

Otevřete webový prohlížeč a jděte na python.org
Klikněte na tlačítko Downloads a stáhněte nejnovější verzi
Spusťte stažený soubor
Důležité: Zaškrtněte políčko “Add Python to PATH” před instalací!
Klikněte na Install Now

1.2.2 macOS

Otevřete Terminal (najdete ho v Applications → Utilities)
Napište: python3 --version
Pokud Python není nainstalovaný, systém vás navede k instalaci

1.2.3 Linux

Python je většinou již nainstalovaný. Ověřte v terminálu:

python3 --version

1.3 První program

Pojďme napsat první program! Otevřete Python (na Windows hledejte “Python” nebo “IDLE”, na Macu/Linuxu napište v terminálu python3).

Uvidíte něco takového:

Python 3.11.5 (main, Sep 11 2023, 08:31:25)
>>>

Tři šipky >>> znamenají, že Python čeká na váš příkaz. Napište:

print("Ahoj světe!")

Ahoj světe!

Stiskněte Enter. Python vytiskne text “Ahoj světe!” – právě jste napsali svůj první program!

Tip

Příkaz print() slouží k vypisování textu na obrazovku. Text musí být v uvozovkách.

1.4 Python jako kalkulačka

Python umí počítat. Vyzkoušejte:

# Sčítání
2 + 3

# Odčítání
10 - 4

# Násobení (hvězdička *)
5 * 6

# Dělení (lomítko /)
20 / 4

5.0

# Mocnina (dvě hvězdičky **)
2 ** 3  # Dva na třetí = 2 × 2 × 2 = 8

# Složitější výpočet
(10 + 5) * 2 - 3

Poznámka

Text za znakem # je komentář. Python ho ignoruje – slouží jen pro nás lidi, abychom věděli, co kód dělá.

1.4.1 Pořadí operací

Python respektuje matematické pořadí operací:

Závorky ()
Mocniny **
Násobení * a dělení /
Sčítání + a odčítání -

# Bez závorek: nejdřív násobení, pak sčítání
2 + 3 * 4  # = 2 + 12 = 14

# Se závorkami: nejdřív závorka
(2 + 3) * 4  # = 5 * 4 = 20

1.5 Proměnné – paměť počítače

Proměnná je jako krabička s nápisem, do které můžete uložit hodnotu.

# Vytvoříme proměnnou "vek" a uložíme do ní číslo 15
vek = 15
print(vek)

# Můžeme s proměnnou počítat
vek_za_10_let = vek + 10
print(vek_za_10_let)

# Proměnná může obsahovat i text
jmeno = "Anna"
print(jmeno)

Anna

# Můžeme kombinovat text a čísla
print("Jmenuji se", jmeno, "a je mi", vek, "let.")

Jmenuji se Anna a je mi 15 let.

Pravidla pro názvy proměnných

Název může obsahovat písmena, čísla a podtržítko _
Nesmí začínat číslem (2vek je špatně, vek2 je správně)
Nepoužívejte diakritiku (věk může způsobit problémy, raději vek)
Python rozlišuje velká a malá písmena (Vek a vek jsou různé proměnné)

1.6 Typy dat

Python rozlišuje různé typy dat:

1.6.1 Celá čísla (int)

pocet_jablek = 5
print(pocet_jablek)
print(type(pocet_jablek))  # Zjistíme typ

5
<class 'int'>

1.6.2 Desetinná čísla (float)

cena = 29.90
print(cena)
print(type(cena))

29.9
<class 'float'>

Desetinná tečka

V Pythonu se používá tečka, ne čárka! Píšeme 3.14, ne 3,14.

1.6.3 Text (string)

pozdrav = "Ahoj!"
print(pozdrav)
print(type(pozdrav))

Ahoj!
<class 'str'>

Text můžeme psát s jednoduchými 'Ahoj' nebo dvojitými "Ahoj" uvozovkami.

1.6.4 Pravdivostní hodnoty (bool)

je_slunecno = True
prsi = False
print(je_slunecno)
print(type(je_slunecno))

True
<class 'bool'>

1.7 Základní operace s textem

# Spojování textů (konkatenace)
jmeno = "Jan"
prijmeni = "Novák"
cele_jmeno = jmeno + " " + prijmeni
print(cele_jmeno)

Jan Novák

# Opakování textu
smich = "ha" * 5
print(smich)

hahahahaha

# Délka textu
zprava = "Python je super!"
print(len(zprava))  # len = length (délka)

1.8 Vstup od uživatele

Program může požádat uživatele o zadání hodnoty:

# Tento kód vyžaduje interakci - vyzkoušejte v IDLE nebo Jupyter notebooku
jmeno = input("Jak se jmenuješ? ")
print("Ahoj,", jmeno + "!")

Pozor na typ

Funkce input() vždy vrací text (string). Pokud chcete číslo, musíte ho převést:

vek_text = input("Kolik ti je let? ")
vek = int(vek_text)  # Převod textu na celé číslo
print("Za 10 let ti bude", vek + 10)

1.9 Řešené příklady

1.9.1 Příklad 1: Výpočet obsahu obdélníku

Spočítejme obsah obdélníku o stranách 5 a 3.

# Definujeme strany
strana_a = 5
strana_b = 3

# Vypočítáme obsah
obsah = strana_a * strana_b

# Vypíšeme výsledek
print("Obsah obdélníku:", obsah)

Obsah obdélníku: 15

1.9.2 Příklad 2: Převod jednotek

Převeďme 1500 metrů na kilometry.

metry = 1500
kilometry = metry / 1000
print(metry, "metrů je", kilometry, "kilometrů")

1500 metrů je 1.5 kilometrů

1.9.3 Příklad 3: Průměr tří čísel

Vypočítejme průměr čísel 85, 90 a 78.

a = 85
b = 90
c = 78

soucet = a + b + c
pocet = 3
prumer = soucet / pocet

print("Průměr je:", prumer)

Průměr je: 84.33333333333333

1.9.4 Příklad 4: Převod teploty

Převeďme 25°C na Fahrenheity. Vzorec: F = C × 9/5 + 32

celsius = 25
fahrenheit = celsius * 9/5 + 32
print(celsius, "°C =", fahrenheit, "°F")

25 °C = 77.0 °F

1.9.5 Příklad 5: BMI kalkulačka

Vypočítejme BMI (Body Mass Index) pro osobu vážící 70 kg a měřící 1,75 m. Vzorec: BMI = váha / výška²

vaha = 70      # kg
vyska = 1.75   # metry

bmi = vaha / (vyska ** 2)
print("BMI:", round(bmi, 1))  # round zaokrouhlí na 1 desetinné místo

BMI: 22.9

1.10 Cvičení

Cvičení 1: Obvod čtverce

Napište program, který vypočítá obvod čtverce o straně 7 cm.

Očekávaný výstup: Obvod čtverce: 28 cm

Nápověda

Obvod čtverce = 4 × strana

Řešení

strana = 7
obvod = 4 * strana
print("Obvod čtverce:", obvod, "cm")

Cvičení 2: Objem kvádru

Vypočítejte objem kvádru o rozměrech 4 × 5 × 3 cm.

Očekávaný výstup: Objem kvádru: 60 cm³

Nápověda

Objem kvádru = délka × šířka × výška

Řešení

delka = 4
sirka = 5
vyska = 3
objem = delka * sirka * vyska
print("Objem kvádru:", objem, "cm³")

Cvičení 3: Převod minut na hodiny

Převeďte 150 minut na hodiny a minuty.

Očekávaný výstup: 150 minut = 2 hodiny a 30 minut

Nápověda

Použijte celočíselné dělení // a zbytek po dělení %:

150 // 60 = počet celých hodin
150 % 60 = zbývající minuty

Řešení

minuty = 150
hodiny = minuty // 60
zbytek = minuty % 60
print(minuty, "minut =", hodiny, "hodiny a", zbytek, "minut")

Cvičení 4: Výpočet slevy

Produkt stojí 500 Kč a má slevu 20%. Vypočítejte cenu po slevě.

Očekávaný výstup: Cena po slevě: 400 Kč

Řešení

puvodni_cena = 500
sleva_procent = 20
sleva = puvodni_cena * sleva_procent / 100
nova_cena = puvodni_cena - sleva
print("Cena po slevě:", nova_cena, "Kč")

Cvičení 5: Pythagorova věta

Vypočítejte délku přepony pravoúhlého trojúhelníku s odvěsnami 3 a 4.

Očekávaný výstup: Přepona: 5.0

Nápověda

Pythagorova věta: c² = a² + b², tedy c = √(a² + b²)

Pro odmocninu můžete použít ** 0.5 nebo import math a math.sqrt()

Řešení

a = 3
b = 4
c = (a**2 + b**2) ** 0.5
print("Přepona:", c)

1.11 Shrnutí

Co si zapamatovat

Python je programovací jazyk vhodný pro matematiku a datovou vědu
print() vypisuje text na obrazovku
Python umí základní matematické operace: +, -, *, /, **
Proměnné ukládají hodnoty pro pozdější použití
Existují různé typy dat: int (celá čísla), float (desetinná), str (text), bool (pravda/nepravda)
Komentáře začínají znakem #

V další kapitole se naučíme pracovat se seznamy, cykly a funkcemi – nástroji, které nám umožní psát složitější programy.

# Instalace a první kroky ::: {.callout-tip title="Co se naučíte"} V této kapitole se naučíte: - Co je Python a proč ho budeme používat - Jak nainstalovat Python na váš počítač - Jak napsat a spustit svůj první program - Základní práci s čísly a textem ::: ## Co je Python? **Python** je programovací jazyk -- způsob, jak dávat počítači instrukce. Představte si ho jako překladač mezi vámi a počítačem. Vy napíšete příkaz v Pythonu a počítač ho vykoná. Proč právě Python? - **Je jednoduchý na naučení** -- syntaxe (způsob psaní) připomíná běžnou angličtinu - **Je mocný** -- používají ho Google, Netflix, NASA i výzkumníci umělé inteligence - **Má skvělé knihovny pro matematiku** -- NumPy, Matplotlib, PyTorch - **Je zdarma** -- můžete ho používat bez jakýchkoliv poplatků ::: {.callout-note title="Zajímavost"} Jméno Python nepochází od hada, ale od britské komediální skupiny Monty Python. Autor jazyka, Guido van Rossum, byl jejich fanouškem! ::: ## Instalace Pythonu ### Windows 1. Otevřete webový prohlížeč a jděte na [python.org](https://python.org) 2. Klikněte na tlačítko **Downloads** a stáhněte nejnovější verzi 3. Spusťte stažený soubor 4. **Důležité**: Zaškrtněte políčko **"Add Python to PATH"** před instalací! 5. Klikněte na **Install Now** ### macOS 1. Otevřete **Terminal** (najdete ho v Applications → Utilities) 2. Napište: `python3 --version` 3. Pokud Python není nainstalovaný, systém vás navede k instalaci ### Linux Python je většinou již nainstalovaný. Ověřte v terminálu: ```bash python3 --version ``` ## První program Pojďme napsat první program! Otevřete Python (na Windows hledejte "Python" nebo "IDLE", na Macu/Linuxu napište v terminálu `python3`). Uvidíte něco takového: ``` Python 3.11.5 (main, Sep 11 2023, 08:31:25) >>> ``` Tři šipky `>>>` znamenají, že Python čeká na váš příkaz. Napište: ```{python} print("Ahoj světe!") ``` Stiskněte Enter. Python vytiskne text "Ahoj světe!" -- právě jste napsali svůj první program! ::: {.callout-tip title="Tip"} Příkaz `print()` slouží k vypisování textu na obrazovku. Text musí být v uvozovkách. ::: ## Python jako kalkulačka Python umí počítat. Vyzkoušejte: ```{python} # Sčítání 2 + 3 ``` ```{python} # Odčítání 10 - 4 ``` ```{python} # Násobení (hvězdička *) 5 * 6 ``` ```{python} # Dělení (lomítko /) 20 / 4 ``` ```{python} # Mocnina (dvě hvězdičky **) 2 ** 3 # Dva na třetí = 2 × 2 × 2 = 8 ``` ```{python} # Složitější výpočet (10 + 5) * 2 - 3 ``` ::: {.callout-note title="Poznámka"} Text za znakem `#` je **komentář**. Python ho ignoruje -- slouží jen pro nás lidi, abychom věděli, co kód dělá. ::: ### Pořadí operací Python respektuje matematické pořadí operací: 1. Závorky `()` 2. Mocniny `**` 3. Násobení `*` a dělení `/` 4. Sčítání `+` a odčítání `-` ```{python} # Bez závorek: nejdřív násobení, pak sčítání 2 + 3 * 4 # = 2 + 12 = 14 ``` ```{python} # Se závorkami: nejdřív závorka (2 + 3) * 4 # = 5 * 4 = 20 ``` ## Proměnné -- paměť počítače **Proměnná** je jako krabička s nápisem, do které můžete uložit hodnotu. ```{python} # Vytvoříme proměnnou "vek" a uložíme do ní číslo 15 vek = 15 print(vek) ``` ```{python} # Můžeme s proměnnou počítat vek_za_10_let = vek + 10 print(vek_za_10_let) ``` ```{python} # Proměnná může obsahovat i text jmeno = "Anna" print(jmeno) ``` ```{python} # Můžeme kombinovat text a čísla print("Jmenuji se", jmeno, "a je mi", vek, "let.") ``` ::: {.callout-warning title="Pravidla pro názvy proměnných"} - Název může obsahovat písmena, čísla a podtržítko `_` - Nesmí začínat číslem (`2vek` je špatně, `vek2` je správně) - Nepoužívejte diakritiku (`věk` může způsobit problémy, raději `vek`) - Python rozlišuje velká a malá písmena (`Vek` a `vek` jsou různé proměnné) ::: ## Typy dat Python rozlišuje různé typy dat: ### Celá čísla (int) ```{python} pocet_jablek = 5 print(pocet_jablek) print(type(pocet_jablek)) # Zjistíme typ ``` ### Desetinná čísla (float) ```{python} cena = 29.90 print(cena) print(type(cena)) ``` ::: {.callout-note title="Desetinná tečka"} V Pythonu se používá **tečka**, ne čárka! Píšeme `3.14`, ne `3,14`. ::: ### Text (string) ```{python} pozdrav = "Ahoj!" print(pozdrav) print(type(pozdrav)) ``` Text můžeme psát s jednoduchými `'Ahoj'` nebo dvojitými `"Ahoj"` uvozovkami. ### Pravdivostní hodnoty (bool) ```{python} je_slunecno = True prsi = False print(je_slunecno) print(type(je_slunecno)) ``` ## Základní operace s textem ```{python} # Spojování textů (konkatenace) jmeno = "Jan" prijmeni = "Novák" cele_jmeno = jmeno + " " + prijmeni print(cele_jmeno) ``` ```{python} # Opakování textu smich = "ha" * 5 print(smich) ``` ```{python} # Délka textu zprava = "Python je super!" print(len(zprava)) # len = length (délka) ``` ## Vstup od uživatele Program může požádat uživatele o zadání hodnoty: ```python # Tento kód vyžaduje interakci - vyzkoušejte v IDLE nebo Jupyter notebooku jmeno = input("Jak se jmenuješ? ") print("Ahoj,", jmeno + "!") ``` ::: {.callout-warning title="Pozor na typ"} Funkce `input()` vždy vrací text (string). Pokud chcete číslo, musíte ho převést: ```python vek_text = input("Kolik ti je let? ") vek = int(vek_text) # Převod textu na celé číslo print("Za 10 let ti bude", vek + 10) ``` ::: --- ## Řešené příklady ### Příklad 1: Výpočet obsahu obdélníku Spočítejme obsah obdélníku o stranách 5 a 3. ```{python} # Definujeme strany strana_a = 5 strana_b = 3 # Vypočítáme obsah obsah = strana_a * strana_b # Vypíšeme výsledek print("Obsah obdélníku:", obsah) ``` ### Příklad 2: Převod jednotek Převeďme 1500 metrů na kilometry. ```{python} metry = 1500 kilometry = metry / 1000 print(metry, "metrů je", kilometry, "kilometrů") ``` ### Příklad 3: Průměr tří čísel Vypočítejme průměr čísel 85, 90 a 78. ```{python} a = 85 b = 90 c = 78 soucet = a + b + c pocet = 3 prumer = soucet / pocet print("Průměr je:", prumer) ``` ### Příklad 4: Převod teploty Převeďme 25°C na Fahrenheity. Vzorec: F = C × 9/5 + 32 ```{python} celsius = 25 fahrenheit = celsius * 9/5 + 32 print(celsius, "°C =", fahrenheit, "°F") ``` ### Příklad 5: BMI kalkulačka Vypočítejme BMI (Body Mass Index) pro osobu vážící 70 kg a měřící 1,75 m. Vzorec: BMI = váha / výška² ```{python} vaha = 70 # kg vyska = 1.75 # metry bmi = vaha / (vyska ** 2) print("BMI:", round(bmi, 1)) # round zaokrouhlí na 1 desetinné místo ``` --- ## Cvičení ::: {.callout-warning title="Cvičení 1: Obvod čtverce"} Napište program, který vypočítá obvod čtverce o straně 7 cm. **Očekávaný výstup:** `Obvod čtverce: 28 cm` <details> <summary>Nápověda</summary> Obvod čtverce = 4 × strana </details> <details> <summary>Řešení</summary> ```python strana = 7 obvod = 4 * strana print("Obvod čtverce:", obvod, "cm") ``` </details> ::: ::: {.callout-warning title="Cvičení 2: Objem kvádru"} Vypočítejte objem kvádru o rozměrech 4 × 5 × 3 cm. **Očekávaný výstup:** `Objem kvádru: 60 cm³` <details> <summary>Nápověda</summary> Objem kvádru = délka × šířka × výška </details> <details> <summary>Řešení</summary> ```python delka = 4 sirka = 5 vyska = 3 objem = delka * sirka * vyska print("Objem kvádru:", objem, "cm³") ``` </details> ::: ::: {.callout-warning title="Cvičení 3: Převod minut na hodiny"} Převeďte 150 minut na hodiny a minuty. **Očekávaný výstup:** `150 minut = 2 hodiny a 30 minut` <details> <summary>Nápověda</summary> Použijte celočíselné dělení `//` a zbytek po dělení `%`: - `150 // 60` = počet celých hodin - `150 % 60` = zbývající minuty </details> <details> <summary>Řešení</summary> ```python minuty = 150 hodiny = minuty // 60 zbytek = minuty % 60 print(minuty, "minut =", hodiny, "hodiny a", zbytek, "minut") ``` </details> ::: ::: {.callout-warning title="Cvičení 4: Výpočet slevy"} Produkt stojí 500 Kč a má slevu 20%. Vypočítejte cenu po slevě. **Očekávaný výstup:** `Cena po slevě: 400 Kč` <details> <summary>Řešení</summary> ```python puvodni_cena = 500 sleva_procent = 20 sleva = puvodni_cena * sleva_procent / 100 nova_cena = puvodni_cena - sleva print("Cena po slevě:", nova_cena, "Kč") ``` </details> ::: ::: {.callout-warning title="Cvičení 5: Pythagorova věta"} Vypočítejte délku přepony pravoúhlého trojúhelníku s odvěsnami 3 a 4. **Očekávaný výstup:** `Přepona: 5.0` <details> <summary>Nápověda</summary> Pythagorova věta: c² = a² + b², tedy c = √(a² + b²) Pro odmocninu můžete použít `** 0.5` nebo `import math` a `math.sqrt()` </details> <details> <summary>Řešení</summary> ```python a = 3 b = 4 c = (a**2 + b**2) ** 0.5 print("Přepona:", c) ``` </details> ::: --- ## Shrnutí ::: {.callout-note title="Co si zapamatovat"} - **Python** je programovací jazyk vhodný pro matematiku a datovou vědu - `print()` vypisuje text na obrazovku - Python umí základní matematické operace: `+`, `-`, `*`, `/`, `**` - **Proměnné** ukládají hodnoty pro pozdější použití - Existují různé **typy dat**: `int` (celá čísla), `float` (desetinná), `str` (text), `bool` (pravda/nepravda) - Komentáře začínají znakem `#` ::: V další kapitole se naučíme pracovat se seznamy, cykly a funkcemi -- nástroji, které nám umožní psát složitější programy.