|
Círculo de Error Probable
Viernes, 15 de Octubre de 2010 15:10
David Serrano Martínez
Introducción
Cuando trabajamos con variables aleatorias que representan un error cometido (por ejemplo en un proceso de medición), solemos caracterizar la dispersión de dicho error mediante una estimación de la varianza o, más comúnmente, de la desviación típica. Cuando la variable aleatoria es bidimensional, una imagen más intuitiva de su dispersión la podemos obtener calculando el círculo que, centrado en el punto de error cero, encierra el 50% de nuestras mediciones. Un ejemplo típico es el de un arquero disparando sus flechas contra una diana. Aunque éste siempre apunta al centro de la diana, la falta de pericia, el cansancio o las condiciones atmosféricas hacen que la flechas se distribuyan por toda la diana, no sólo en el centro. Podemos dar una medida de cuán bueno es el arquero si damos la desviación típica de los puntos de impacto en dos ejes perpendiculares (el horizontal y el vertical, por ejemplo). No obstante nos resultaría más gráfico si se nos informara del radio del círculo que, con centro en el centro de la diana, contiene el 50% de los impactos. Si este círculo es pequeño es porque las flechas están muy agrupadas en torno al oro de la diana y podemos afirmar por ende que el arquero es bueno.
Última actualización el Viernes, 15 de Octubre de 2010 16:57
Leer más...
Georreferenciación, conversión de coordenadas y cálculo de distancias y azimuts geográficos
Lunes, 21 de Junio de 2010 15:30
David Serrano Martínez
Introducción
La georreferenciación de puntos sobre la superficie terrestre no es asunto baladí. Ya sólo para adquirir un conocimiento meramente superficial (como el que he podido adquirir), es necesario consultar fuentes variadas en Internet, a veces confusas y oscuras cuando no contradictorias entre sí. Este artículo no debe verse como una introducción a la materia en cuestión, sino como un índice de la fuentes de información que, consultadas de una manera ordenada, pueden hilvanar una primera toma de contacto con la georreferenciación de puntos geográficos.
Esta toma de contacto ha sido, por otra parte, más que suficiente para elaborar el proyecto GeoLocation, que nos permitirá manipular coordenadas geográficas (en notación geodésica y UTM), así como medir la distancia entre dos puntos geográficos y los ángulos respecto del norte (o azimuts) del segmento curvo que une tales puntos sobre el elipsoide considerado.
Para el que no tenga ningún conocimiento previo sobre el asunto, el párrafo anterior le ha podido resultar ya demasiado intimidatorio. No debe preocuparse empero: voy a dar las referencias necesarias (más una serie de comentarios que considero aclaratorios) con objeto de que todo lo anterior se entienda suficientemente.
Última actualización el Sábado, 12 de Noviembre de 2011 11:23
Leer más...
|
Ajuste de una curva mediante una función polinómica definida a tramos
Lunes, 05 de Abril de 2010 13:27
David Serrano Martínez
Introducción
El ajuste de una curva mediante una función analítica resulta muy útil en determinados contextos, pues sobre el ajuste es posible efectuar una serie de manipulaciones matemáticas para las que la curva original muchas veces no se presta (integración, cálculo de tendencias...). En los textos clásicos de cálculo numérico se describen una serie de técnicas de ajuste, generalmente sencillas, consistentes muchas veces en encontrar la función que, dentro de una familia conocida de funciones, ajusta de la mejor manera un conjunto de puntos (x, y) dado. La medida de la bondad de dicho ajuste puede definirse de varias maneras, siendo la minimización del error cuadrático medio (ECM) un criterio usado con mucha frecuencia. Elegir una función dentro de su familia no significa más que dar valor concreto a una serie de parámetros contenidos en la expresión matemática de dicha familia.
La anterior forma de ajuste está tan universamente extendida que muchos softwares generalistas la incorporan "de serie" en su vasto arsenal de algoritmos. Un ejemplo notable lo brinda la hoja de cálculo Excel, donde es posible ajustar cualquier curva mediante familias de funciones lineales, polinómicas, potenciales, exponenciales... El problema surge cuando la forma de la curva a ajustar es tan caprichosa que se resiste al ajuste mediante una única función de los tipos anteriores. En tal caso deberemos optar por encadenar varias de estas funciones sencillas, una detrás de otra, hasta cubrir la curva original. Las funciones de esta cadena pertenecen, de manera general, a la misma familia, y dado que las funciones polinómicas (entre las que se incluyen las lineales) son las más sencillas de manipular, el ajuste por tramos hace uso de polinomios casi de manera exclusiva.
Última actualización el Domingo, 11 de Abril de 2010 08:27
Leer más...
Applet para el análisis y reparación de mensajes METCM
Domingo, 03 de Enero de 2010 17:15
David Serrano Martínez
(For English version press Help button in the applet below)
Introducción
En este brevísimo artículo presentamos una applet de Java para el análisis y reparación de mensajes METCM.
METCM es el acrónimo inglés de Mensaje Meteorológico para Ordenador. Se trata de un formato de mensaje meteorológico especialmente apto para su uso dentro de calculadores balísticos automáticos. El formato de un mensaje METCM viene definido en el documento de la OTAN STANAG 4082 Ed.2.
Un mensaje METCM completo consta de un encabezado (que generalmente abarca las dos primera líneas) y 32 líneas o zonas de datos meteorológicos (azimut y velocidad del viento, temperatura y presión ambiente) para las altitudes representadas por las distintas zonas. Dichas zonas van numeradas de 0 al 31.
No hace falta que un mensaje METCM esté completo para poder usarse. El documento de NABK FCI ALL Appendix 3 (01/02/2006) establece qué componentes defectuosos o faltantes de un mensaje METCM pueden repararse y cómo se llevan a cabo estas reparaciones.
Las reparaciones realizadas por esta applet siguen escrupulosamente las directrices del documento FCI ALL Appendix 3 (01/02/2006) salvo en lo siguiente: las interpolaciones en la presión ambiente se efectúan de acuerdo a un esquema logarítmico; creemos que este esquema es bastante realista.
Última actualización el Domingo, 14 de Febrero de 2010 10:43
Leer más...
|
Correspondencias y aplicaciones (aproximación computacional)
Domingo, 06 de Diciembre de 2009 16:13
David Serrano Martínez
Introducción
El estudio de las correspondencias, aplicaciones y los tipos de éstas últimas entre dos conjuntos finitos cualesquiera es una materia que casi siempre se trata de soslayo en el primer curso de todas las ingenierías. Admitiendo que conceptualmente es un tema sencillo, eso no quiere decir que no tenga aplicaciones prácticas interesantes. En efecto: existen situaciones en que debemos emparejar elementos de dos conjuntos distintos A y B sujetos a ciertas restricciones de compatibilidad; esto es: existen elementos del conjunto A que no pueden emparejarse con según qué elementos del conjunto B y viceversa. Dado este planteamiento, es interesante a veces determinar todas las formas de emparejamiento posibles que respeten las leyes de compatibilidad citadas. Otras veces sólo nos interesará encontrar una forma de emparejamiento al azar. Todo lo anterior se tratará en este monográfico. Además se describirá una serie de herramientas computacionales que permiten extraer toda la información anterior. Nos centraremos para finalizar en una aplicación práctica muy interesante de todos los conceptos anteriores: el juego del Amigo Invisible.
Pero antes de todo ello conviene repasar algunos conceptos matemáticos muy sencillos, como son: productos cartesianos, correspondencias, aplicaciones o funciones y sus tipos.
Última actualización el Lunes, 05 de Abril de 2010 08:38
Leer más...
Microentornos de desarrollo de cálculo numérico
Domingo, 06 de Diciembre de 2009 11:13
David Serrano Martínez
Introducción
En este monográfico presento y pongo a disposición del lector sendos microentornos de desarrollo (frameworks) para resolver problemas de: integración numérica, anulación iterativa de sistemas de ecuaciones no lineales y optimización iterativa de superficies. No se explica aquí la teoría y práctica de ningún método de cálculo novedoso. Lo que pongo a disposición del lector se basa en algoritmos estándares; nada que no se pueda encontrar en Wikipedia o en otras páginas especializadas. Mi meta es sobre todo mostrar, de la manera más clara posible, que la forma de uso de todos los métodos computacionales aquí presentados es, en esencia, la misma. Mi objetivo último es que toda persona interesada, con un nivel medio tanto en matemáticas como en programación, pueda descargar y adaptar rápidamente a sus necesidades los siguientes microentornos de desarrollo:
- Integrator - Integración de sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias (fundamentalmente no lineales).
- Solver - Resolución de sistemas de ecuaciones no lineales.
- Optimizer - Optimización (búsqueda de máximos y mínimos) de funciones de varias variables sin restricción en el dominio de búsqueda.
Última actualización el Lunes, 17 de Enero de 2011 20:57
Leer más...
|
|
|
|
|