1 семестр / лаб 7 / 1

import math
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x_list = []
y_list = []

def f(x):
    return x*math.tan(x)-(1/3)
def ff(x):
    return math.tan(x)+(x/(math.cos(x)**2))
def fff(x):
    return ((2*x*math.sin(x))+(2*math.cos(x)))/(math.cos(x)**3)
def fi(x):
    return 1/(3*math.tan(x))
    
def delenie_e(a,b,E):
    x=(a+b)/2
    n=0
    while abs(a-b)>E:
        if n<5:
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        if f(a)*f(x)<0:
            b=x
            x=(b+a)/2
        else:
            a=x
            x=(a+b)/2
        n+=1
    return x, n
    
def delenie_n(a,b,N):
    x=(a+b)/2
    for i in range(N+1):
        if (i<5):
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        if f(a)*f(x)<0:
            b=x
            x=(b+a)/2
        else:
            a=x
            x=(a+b)/2
    e=abs(a-b)
    return x, e

def newton_e(a,b,E):
    if f(a)*fff(a)>0:
        x=a
    else:
        x=b
    if ff(x)!=0:
        x1=x-f(x)/ff(x)
    else:
        return x1, 1
    n=1
    while abs(x1-x)>E and ff(x)!=0:
        if n<5:
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        x=x1
        x1=x-f(x)/ff(x)
        n+=1
    return x1, n
    
def newton_n(a,b,N):
    if f(a)*fff(a)>0:
        x=a
    else:
        x=b
    if ff(x)!=0:
        x1=x-f(x)/ff(x)
    else:
        return x1, 1
    for i in range (N):
        if (i<5):
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        if ff(x)!=0:
            x=x1
            x1=x-f(x)/ff(x)
    e=abs(x-x1)
    return x1, e

def pribl_e(x0,E):
    x=x0
    x1=fi(x)
    n=1
    while abs(x1-x)>E:
        if n<5:
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        x=x1
        x1=fi(x)
        n+=1
    return x1, n
def pribl_n(x0,N):
    x=x0
    x1=fi(x)
    for i in range(N):
        if (i<5):
            x_list.append(x)
            y_list.append(f(x))
        x=x1
        x1=fi(x)
    e=abs(x1-x)
    return x1, e

vibor=int(input('Выберите вариант вычисления и введите его номер:\n1. Метод деления отрезка пополам с заданным E\n2. Метод деления отрезка пополам с заданным N\n3. Метод Ньютона с заданным E\n4. Метод Ньютона с заданным N\n5. Метод последовательных приближений с заданным E\n6. Метод последовательных приближений с заданным N\nВведите ваш выбор: '))
if vibor==1:
    a=float(input('Введите a: '))
    b=float(input('Введите b: '))
    E=float(input('Введите Эпсилон: '))
    x,n=delenie_e(a,b,E)
    print('x=', x, ';   Число итераций - ', n )
if vibor==2:
    a=float(input('Введите a: '))
    b=float(input('Введите b: '))
    N=int(input('Введите число итераций: '))
    x,e=delenie_n(a,b,N)
    print('x=', x, ';   Точность - ', e )
if vibor==3:
    a=float(input('Введите a: '))
    b=float(input('Введите b: '))
    E=float(input('Введите Эпсилон: '))
    x,n=newton_e(a,b,E)
    print('x=', x, ';   Число итераций - ', n )
if vibor==4:
    a=float(input('Введите a: '))
    b=float(input('Введите b: '))
    N=int(input('Введите число итераций: '))
    x,e=newton_n(a,b,N)
    print('x=', x, ';   Точность - ', e )
if vibor==5:
    x0=float(input('Введите x0: '))
    E=float(input('Введите Эпсилон: '))
    x,n=pribl_e(x0,E)
    print('x=', x, ';   Число итераций - ', n )
if vibor==6:
    x0=float(input('Введите x0: '))
    N=int(input('Введите число итераций: '))
    x,e=pribl_n(x0,N)
    print('x=', x, ';   Точность - ', e )

if vibor<5:
    x = np.arange(a, b, 0.01)
    plt.plot(x, x*np.tan(x)-(1/3))
    plt.plot(x_list, y_list)
    plt.grid(True)
    plt.show()
else:
    x = np.arange(x0-0.5, x0+0.5, 0.01)
    plt.plot(x, x * np.tan(x) - (1 / 3))
    plt.plot(x_list, y_list)
    plt.grid(True)
    plt.show()

#По условию нужно ввести a=0.2 , b=1 , e=0.0001 , n = 16   :)