{"id":5294,"date":"2024-11-22T14:31:13","date_gmt":"2024-11-22T20:31:13","guid":{"rendered":"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/?page_id=5294"},"modified":"2025-03-27T10:45:21","modified_gmt":"2025-03-27T16:45:21","slug":"lecm8","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/l-m\/lecm8\/","title":{"rendered":"lecm8 Interpolaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"\n<p>La interpolaci\u00f3n se define como la forma de estimar valores de una funci\u00f3n entre aquellos dados por un conjunto de datos. La interpolaci\u00f3n es una herramienta valiosa cuando no se puede evaluar r\u00e1pidamente el valor de una funci\u00f3n en puntos intermedios, existen m\u00faltiples m\u00e9todos para hacer la interpolaci\u00f3n dependiendo de la hip\u00f3tesis que se haga. M\u00e1s a\u00fan, es posible interpolar en m\u00e1s de una dimensi\u00f3n, como en el caso de la interpolaci\u00f3n bidimensional.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"has-medium-pink-color has-text-color\"><strong>Interpolaci\u00f3n Lineal<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Tal como se muestra en las gr\u00e1ficas, MATLAB dibuja l\u00edneas que interpolan linealmente los puntos. Para estimar el Cp en cualquier momento dado se necesita usar la funci\u00f3n&nbsp;<strong>interp1<\/strong>.<br>Los datos para este ejemplo se muestran en la siguiente tabla.<\/p>\n\n\n\n<p>El calor espec\u00edfico del Permanganato de Potasio&nbsp; a una temperatura de 800 K y utilizando la funci\u00f3n&nbsp;<strong>interp1<\/strong>&nbsp;en MATLAB proporciona 48.2929<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\">t = [ 280, 650, 1000, 1200, 1500, 1700]\ncp = [ 32.7, 45.4, 52.15, 53.7, 52.9, 50.3 ] ;<\/pre>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\">Cp800 = interp1( t, cp, 800) <\/pre>\n\n\n\n<p>\u2029Cp800 =\u2029        48.2929<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-74.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6936\" width=\"479\" height=\"377\" srcset=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-74.png 638w, https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-74-300x237.png 300w\" sizes=\"(max-width: 479px) 100vw, 479px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"has-text-align-center has-text-color\" style=\"color:#dd2828\"><strong>Interpolaci\u00f3n Bidimensional<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>La interpolaci\u00f3n bidimensional se basa en las mismas ideas fundamentales que la interpolaci\u00f3n unidimensional. Sin embargo, como su nombre lo indica, la interpolaci\u00f3n bidimensional interpola funciones de dos variables, z = f (x, y). Para ilustrar esta dimensi\u00f3n, consid\u00e9rese el siguiente problema.<br>Las densidades de las soluciones acuosas del \u00e1cido sulf\u00farico var\u00edan con la temperatura y la concentraci\u00f3n de acuerdo con la siguiente tabla:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><th>Concentraci\u00f3n (%)<\/th><th>10 \u00b0C<\/th><th>30 \u00b0C<\/th><th>60 \u00b0C<\/th><th>100 \u00b0C<\/th><\/tr><tr><td>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 5<\/td><td>1.0344<\/td><td>1.0281<\/td><td>1.0140<\/td><td>0.9888<\/td><\/tr><tr><td>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;20<\/td><td>1.1453<\/td><td>1.1335<\/td><td>1.1153<\/td><td>1.0885<\/td><\/tr><tr><td>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;40<\/td><td>1.3103<\/td><td>1.2953<\/td><td>1.2732<\/td><td>1.2446<\/td><\/tr><tr><td>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;70<\/td><td>1.6923<\/td><td>1.6014<\/td><td>1.5753<\/td><td>1.5417<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p>El c\u00f3digo de programaci\u00f3n se debe elaborar con las siguientes instrucciones.<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\">temp = [10 30 60 100];\u2029\nconc = [5 20 40 70];\n\u2029dens = [1.0344 1.0281 1.0140 0.9888; 1.1453 1.1335 1.1153 1.0885; 1.3103 1.2953 1.2732 1.2446; 1.6923 1.6014 1.5753 1.5417];\n\u2029ti = [15 30 50]; \nci=[40 50 60];\u2029\nz= interp2(temp,conc,dens, ti, ci );\n\u2029plot (ti,z,':')<\/pre>\n\n\n\n<p>El resultado es la siguiente gr\u00e1fica<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"393\" height=\"300\" src=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-73.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6933\" srcset=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-73.png 393w, https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/wp-content\/uploads\/sites\/89\/2025\/03\/imagen-73-300x229.png 300w\" sizes=\"(max-width: 393px) 100vw, 393px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2>Otros m\u00e9todos<\/h2>\n\n\n\n<h2>M\u00ednimos cuadrados <\/h2>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">El m\u00e9todo de m\u00ednimos cuadrados sirve para hallar un mejor ajuste de curvas&nbsp; generadas a partir de un conjunto de datos. El t\u00e9rmino \u201cm\u00ednimos cuadrados\u201d es simplemente una forma abreviada de decir \u201cminimizar la suma del error al cuadrado\u201d. En MATLAB, la funci\u00f3n&nbsp;<strong>polyfit<\/strong>&nbsp;resuelve el problema de ajuste&nbsp; por m\u00ednimos cuadrados. Para ilustrar el uso de esta funci\u00f3n, utilizar&nbsp; el siguiente ejemplo.<\/p>\n\n\n\n<p>La absorbancia de una sustancia var\u00eda con la concentraci\u00f3n de glucosa de&nbsp; acuerdo a la siguiente tabla.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td>Datos<\/td><td>1<\/td><td>2<\/td><td>3<\/td><td>4<\/td><td>5<\/td><\/tr><tr><td>mg glucosa<\/td><td>0<\/td><td>2<\/td><td>4<\/td><td>6<\/td><td>8<\/td><\/tr><tr><td>absorbancia<\/td><td>0.002<\/td><td>0.150<\/td><td>0.294<\/td><td>0.434<\/td><td>0.570<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p>Para usar&nbsp;<strong>polyfit<\/strong>&nbsp;se deben dar los datos y el orden que mejor se ajuste a los datos. Si elige n = 1 como el orden, se encontrara la mejor aproximaci\u00f3n l\u00edneal. Esto se llama \u201c<strong>regresi\u00f3n lineal<\/strong>\u201d. Por otra parte si designa n = 2, se buscar\u00e1&nbsp; un \u201c<strong>polinomio cuadr\u00e1tico<\/strong>\u201d.<\/p>\n\n\n\n<p>Para los datos tabulados, se observa que se debe utilizar un polinomio con curvatura en vez de una recta.<\/p>\n\n\n\n<p>Introduciendo est\u00e1 informaci\u00f3n como polinomios en MATLAB se procede a obtener el polinomio de interpolaci\u00f3n por el m\u00e9todo de m\u00ednimos cuadrados.<\/p>\n\n\n\n<p>Se carga la informaci\u00f3n necesaria en MATLAB como son los datos de la glucosa y absorbancia.<\/p>\n\n\n\n<p>glu = [0&nbsp; 2&nbsp; 4&nbsp; 6&nbsp; 8];<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt; ab = [0.002&nbsp; 0.15&nbsp; 0.294&nbsp; 0.434&nbsp; 0.57];<\/p>\n\n\n\n<p>En este caso,&nbsp;<strong>glucosa&nbsp;<\/strong>es la variable independiente (abscisa) y el contenido de&nbsp;<strong>absorbancia&nbsp;<\/strong>es la variable dependiente (ordenada).<\/p>\n\n\n\n<p>En MATLAB se carga el orden del polinomio de ajuste o regresi\u00f3n:<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt; n = 2;<\/p>\n\n\n\n<p>La funci\u00f3n&nbsp;<strong>polyfit&nbsp;<\/strong>de MATLAB ajusta&nbsp; el&nbsp; polinomio de segundo grado a los datos de concentraci\u00f3n de glucosa &nbsp;y absorbancia<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt; p = polyfit(glu, ab, n);<\/p>\n\n\n\n<p>p =<\/p>\n\n\n\n<p>-0.0005&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0.0750&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0.0020<\/p>\n\n\n\n<p>La salida de&nbsp;<strong>polyfit&nbsp;<\/strong>es un vector&nbsp; fila de los coeficientes de los polinomios. En este caso la soluci\u00f3n es:<\/p>\n\n\n\n<p><em>y<\/em>&nbsp;=&nbsp; -0.0005x<sup>2<\/sup>&nbsp;+ 0.075x&nbsp; + &nbsp;0.002<\/p>\n\n\n\n<p>Para&nbsp; comparar la soluci\u00f3n del ajuste de curvas a los datos, represente gr\u00e1ficamente &nbsp;ambos:<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt; ti = linspace ( 0, 8, 2 );<\/p>\n\n\n\n<p>Crea el eje&nbsp;&nbsp;<em>x&nbsp;<\/em>&nbsp;para representar el polinomio.<\/p>\n\n\n\n<p>z =&nbsp;<strong>polyval<\/strong>&nbsp;( p, ti );<\/p>\n\n\n\n<p>Llama a la funci\u00f3n&nbsp;&nbsp;<strong>polyval&nbsp;&nbsp;<\/strong>de MATLAB para evaluar el polinomio&nbsp;<strong>p<\/strong>&nbsp;con los datos en&nbsp;<strong>ti<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt; plot(glu,ab,glu,ab,\u2019o\u2019,ti,z,\u2019:\u2019);<\/p>\n\n\n\n<p>La figura que se obtiene representa los datos originales&nbsp;<em>&nbsp;x<\/em>&nbsp; e&nbsp;<em>y<\/em>&nbsp;&nbsp;marcando los datos con \u2018o \u2018; &nbsp;despu\u00e9s, se representan otra vez&nbsp; los datos originales dibujando l\u00edneas rectas entre ellos y los polinomios&nbsp;<strong>ti&nbsp;<\/strong>y&nbsp;&nbsp;<strong>z&nbsp;&nbsp;<\/strong>usando una l\u00ednea a tramos. Se completa la&nbsp; gr\u00e1fica con las etiquetas y el t\u00edtulo de la figura.<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt;xlabel ( \u2018 concentraci\u00f3n \u2018 )<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt;ylabel (\u2018 absorbancia \u2018 )<\/p>\n\n\n\n<p>&gt;&gt;title (\u2018Variaci\u00f3n de la absorbancia con la concentraci\u00f3n de glucosa\u2019 )<\/p>\n\n\n\n<p>La gr\u00e1fica que se obtiene con ajuste cuadr\u00e1tico, n = 2 se muestra en siguiente figura. Siendo el polinomio de ajuste cuadr\u00e1tico<\/p>\n\n\n\n<p>p =\u00a0 \u00a0\u2013 0.0005x<sup>2<\/sup>\u00a0+ 0.075x\u00a0 + \u00a00.002 <\/p>\n\n\n\n<div class=\"is-content-justification-center is-layout-flex wp-container-1 wp-block-buttons\">\n<div class=\"wp-block-button\"><a class=\"wp-block-button__link has-dark-gray-color has-bright-blue-background-color has-text-color has-background wp-element-button\" href=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/l-m\/\">Lecciones<\/a><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-button\"><a class=\"wp-block-button__link has-dark-gray-color has-yellow-background-color has-text-color has-background wp-element-button\" href=\"https:\/\/blogceta.zaragoza.unam.mx\/mnumericos\/lecm9\/\">siguiente lecci\u00f3n<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La interpolaci\u00f3n se define como la forma de estimar valores de una funci\u00f3n entre aquellos dados por un conjunto de datos. 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