MATLAB Array: Crear y definir tipos
Tabla de contenido
Introducción a arrays
Las matrices matemáticas están a nuestro alrededor. Si se toma el tiempo de procesar la naturaleza, incluso usted mismo, se dará cuenta de que hay una serie ordenada de objetos en el Universo. El sistema solar tiene los planetas que orbitan alrededor del sol en un patrón ordenado. Las células se organizan en una matriz geométrica y, además, en imágenes como los organismos anteriores pueden crear estructuras físicas que tienen un orden geométrico para ellas. El orden es la naturaleza del universo. De manera similar, el objetivo de la ciencia y las matemáticas es modelar este orden usando números.
Las matrices matemáticas, son una referencia a un conjunto de números u objetos en un patrón específico. Este es un patrón organizado de números en una matriz que contiene filas y columnas. Las manipulaciones matemáticas de las matrices se pueden realizar, una vez que los datos se organizan en una matriz adecuada.
Las matrices se utilizan para una variedad de aplicaciones tanto en ciencia como en ingeniería. El propósito de este tutorial es identificar las diferentes formas en que las matrices se pueden representar en el entorno MATLAB R2018b.
MATLAB, como sistema basado en matrices, está compuesto por una serie de conjuntos de datos multidimensionales. Debido a las diversas sintaxis que posee el sistema, intentaremos discutir las discusiones superficiales y luego profundizar en los detalles de cualquier tema interesante en tutoriales posteriores.
Las reglas para la aritmética de matrices son sencillas y MATLAB está equipado para manejar las manipulaciones de cientos de miles de variables. Si bien es diferente de las matemáticas generales, la aritmética de matrices tiene sus méritos cuando se trata de cálculos detallados de ciencia e ingeniería. Con la aritmética de matrices: la suma, la multiplicación, la multiplicación por un escalar, la búsqueda del inverso, son algunas manipulaciones simples que el sistema puede facilitar.
Crédito de imagen: thisisinsider.com
Breve tutorial de MATLAB Array
Para los fines de este tutorial, veamos el proceso de describir algunas funciones de matriz y manipularlas en el entorno de usuario de MATLAB.
Comenzando con una nueva página de comandos, comenzaremos el proceso de ingresar algunas matrices en el sistema MATLAB. La matriz más simple que existe en el sistema es la matriz cero. Esta matriz se compone de todos los ceros en las filas y todos los ceros en las columnas. La sintaxis de MATLAB le permite determinar el número de filas que desea tener en su matriz.
Comencemos con el siguiente código:
zeros (7)
Al ingresar el código en MATLAB, el sistema procesará y generará el siguiente resultado:
Además, si desea crear matrices de diferentes columnas del número uno, puede usar el siguiente código:
ones (5,8)
Como puede ver en la sintaxis anterior, la identidad de la columna está en el primer número de la sintaxis (5 en este caso), mientras que las filas se indican con el segundo número después de la coma. Este es el número 8 en este caso. La generación de una matriz puede permitir al usuario facilitar aún más las manipulaciones posteriores.
Si desea ser realmente creativo con sus matrices, puede usar la función rand () en MATLAB. Esta función permite que el sistema, de forma similar a la lotería, cree matrices de matrices. Dependiendo de los tipos de simulaciones que pueda estar ejecutando, esta función se utilizará para probar y validar sus datos, después de haber generado un modelo matemático. Veamos qué sucede cuando se ingresa el siguiente código en el sistema.
rand (6, 9)
En un tutorial anterior de transformación de matriz habíamos encontrado el cuadrado mágico. Si bien en su mayor parte, usará esto cuando esté en el proceso de aprender su sintaxis de MATLAB, sigamos adelante y veamos el proceso de descubrir qué sucede cuando usamos la función mágica en una matriz que contiene cinco filas. Ahora es el momento de usar nuestra imaginación, así que sigamos adelante y dejemos que MATLAB funcione. Agitando nuestras varitas y dejando que MATLAB calcule, lo siguiente es lo que vemos:
magic (5)
¡Voila! ¿Qué encontramos cuando ingresamos la rúbrica mágica en nuestro centro de comando? Esta es la matriz … donde se genera la misma suma en todos los aspectos de la matriz. Si agrega todos los componentes de una fila, una columna o una diagonal, termina con la misma suma. Nuevamente, esta es una de esas matrices con las que juegas inicialmente, pero eventualmente cuando estás validando un modelo, más adelante en la línea y necesitas ingresar un cierto formato, será útil que conozcas esta función.
Cuando se trata de matrices, hay una gran cantidad de opciones disponibles en el grupo MATLAB, que facilitan la función deseada. La siguiente tabla detallada describe las funciones que están disponibles para el usuario cuando se trata del mundo de las matrices. Ordenar números es solo el primer paso, el segundo es el uso de esos datos para generar información.
| Función | Propósito |
| length | Longitud del vector o dimensión de matriz más grande |
| ndims | Número de dimensiones de la matriz |
| numel | Número de elementos de matriz |
| size | Dimensiones de matriz |
| iscolumn | Determina si la entrada es un vector de columna |
| isempty | Determina si la matriz está vacía |
| ismatrix | Determina si la entrada es matriz |
| isrow | Determina si la entrada es un vector de fila |
| isscalar | Determina si la entrada es escalar |
| isvector | Determina si la entrada es vector |
| blkdiag | Construye bloque de matriz diagonal a partir de argumentos de entrada |
| circshift | Cambia la matriz circularmente |
| ctranspose | Transposición de conjugado complejo |
| diag | Matrices diagonales y diagonales de matriz |
| flipdim | Voltea la matriz a lo largo de la dimensión especificada |
| fliplr | Voltea la matriz de izquierda a derecha |
| flipud | Voltea la matriz de arriba a abajo |
| ipermute | Invierte las dimensiones permuta de la matriz ND |
| permute | Reorganiza las dimensiones de la matriz ND |
| repmat | Réplicas y matriz de mosaicos |
| reshape | Reforma la matriz |
| rot90 | Rota la matriz 90 grados |
| shiftdim | Cambia las dimensiones |
| issorted | Determina si los elementos del conjunto están ordenados |
| sort | Ordena los elementos de la matriz en orden ascendente o descendente |
| sortrows | Ordena filas en orden ascendente |
| squeeze | Elimina dimensiones singleton |
| transpose | Transponer |
| vectorize | Vectoriza la expresión |
Conclusión
A medida que te aventures en el mundo de MATLAB, te darás cuenta de que hay una infinidad de formas en que puedes utilizar matrices de matrices para organizar y manipular tus datos. Tomarse el tiempo para comprender la sintaxis será clave para garantizar que sus sistemas científicos o de ingeniería funcionen de la mejor manera. La clave para un buen modelado de procesos es asegurarse de representar adecuadamente su sistema. La matriz es ese formato ideal de organización de datos, y permite infinitas posibilidades en lo que respecta a la transformación de datos desde una perspectiva matemática. Permítase familiarizarse con el sistema para lograr lo máximo en sus necesidades operativas.
Referencias
Arreglos en Matemáticas: https://www.thoughtco.com/definition-of-arrays-in-mathematics-2312362
Matrices de MATLAB: https://www.tutorialspoint.com/matlab/matlab_arrays.htm
