presentación tensores

54
Erwin Kraenau Espinal

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EXPLORACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE UN CONJUNTO DE DATOS MULTIDIMENSIONALES MEDIANTE EL ANÁLISIS TENSORIAL - Dr. Erwin Kraenau Espinal

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Page 1: Presentación tensores

Erwin Kraenau Espinal

Page 2: Presentación tensores

IDEA DE TENSOR

• Es una interpretación matemática de un concepto físico. Sus componentes adoptan valores que dependen del sistema de coordenadas elegido para representarlo

• Es cierta clase de entidad geométrica, que generaliza los conceptos de escalar, vector y operador lineal de una manera que sea independiente de cualquier marco de referencia elegido.

Page 3: Presentación tensores
Page 4: Presentación tensores

TENSOR ESFUERZO

Page 5: Presentación tensores

TENSOR MÉTRICO

Page 6: Presentación tensores

DISTRIBUCIÓN NORMAL BIVARIANTE

Sea el vector aleatorio bidimensional con densidad conjunta:

2121

212

1

2

21

21

0,0,11,,

12

1,

2

2

22

2

22

1

11

2

1

112

XX

eXXf

XXXX

21, XX

Page 7: Presentación tensores

DISTRIBUCIÓN NORMAL BIVARIANTE

-4

-2

0

2

4

-4-2

02

4

0

0.05

0.1

0.15

0.2

Page 8: Presentación tensores

DISTRIBUCIÓN NORMAL BIVARIANTE

Representación gráfica

212

21 )()'(),( cxxcxxf x1

x2

f(x1,x2)

c2

x1

x2 y2 y1

e2 e1 c2 c1

de esautovector , de sautovalore ,

21

21

ee

Page 9: Presentación tensores

CONTORNOS

20 40 60 80

20

40

60

80

20 40 60 80

20

40

60

80

20 40 60 80

20

40

60

80

20 40 60 80

20

40

60

80

ρ=-0.8 ρ=0

ρ=0.4 ρ=0.9

Page 10: Presentación tensores

SIMULACIÓN DE VECTORES NORMALES BIVARIADOS

• Primera transformación

• Segunda transformación

• Tomando coordenadas polares

1

11

Xu

2

22

Xv

,

21

vuw

21

dudw

,

2

1

2

1, 2

d

edf

d0 20

,

Page 11: Presentación tensores

ALGORITMO

Page 12: Presentación tensores

SIMULACIÓN DE VECTORES NORMALES BIVARIADOS

-20 -10 0 10 20 30 40 50 605

10

15

20

25

30

35

40

45

Page 13: Presentación tensores

DISTRIBUCIÓN NORMAL MULTIVARIANTE

Page 14: Presentación tensores

SIMULACIÓN DE VECTORES NORMALES MULTIVARIADOS

• Transformación de Karhunen-Loève (KLT)

• O con varianza unitaria

XL'Y

XL'DY 1/2

IΣY

Page 15: Presentación tensores

ALGORITMO

Page 16: Presentación tensores

SIMULACIÓN DE VECTORES NORMALES MULTIVARIADOS

Page 17: Presentación tensores

BÚSQUEDA DE LA PROJECTION PURSUIT

Page 18: Presentación tensores

BÚSQUEDA DE LA PROJECTION PURSUIT

-3 -2 -1 0 1 2 3-3

-2

-1

0

1

2

3

Page 19: Presentación tensores

ÍNDICE DE PROYECCIÓN CHI-CUADRADO

8

1

248

1 1

,11

9

1,2

j k

k

n

i

iiB

k

czzInc

PI jj

k

βα

Page 20: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE LOS DATOS ESFERIZADOS SOBRE LA REGIÓN ANTERIOR

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Page 21: Presentación tensores

MEDICIONES MORFOLÓGICAS DE LOS CANGREJOS LEPTOGRAPSUS (Data Crabs)

Se describen cinco mediciones morfológicas de 50 cangrejos de cada una de dos formas de color y de ambos sexos, de las especies variegatus Leptograpsus recogidos en Fremantle, Australia Occidental.

Descripción • FL : tamaño del lóbulo frontal (mm) • RW : anchura trasera (mm) • CL : longitud del caparazón (mm) • CW: ancho del caparazón (mm) • BD : profundidad del cuerpo (mm)

Page 22: Presentación tensores

DATA CRABS

sp sex index FL RW CL CW BD

1 B M 1 8.1 6.7 16.1 19.0 7.0

2 B M 2 8.8 7.7 18.1 20.8 7.4

3 B M 3 9.2 7.8 19.0 22.4 7.7

4 B M 4 9.6 7.9 20.1 23.1 8.2

5 B M 5 9.8 8.0 20.3 23.0 8.2

6 B M 6 10.8 9.0 23.0 26.5 9.8

…………………………………………….

197 O F 47 21.7 17.1 41.7 47.2 19.6

198 O F 48 21.9 17.2 42.6 47.4 19.5

199 O F 49 22.5 17.2 43.0 48.7 19.8

200 O F 50 23.1 20.2 46.2 52.5 21.1

Page 23: Presentación tensores

PROJECTION PURSUIT DATA CRABS

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3Estructura

*

*

Page 24: Presentación tensores

COORDENADAS POLARES

Page 25: Presentación tensores

GRÁFICO EN COORDENADAS POLARES DE LA FUNCIÓN DE DENSIDAD

1

2

3

4

5

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 26: Presentación tensores

HISTOGRAMA CLÁSICO TRANSFORDO A COORDENADAS POLARES

-5 0 50

500

1000

1500

2000

10

20

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

-5 0 50

50

100

150

200

2.5

5

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 27: Presentación tensores

DIAGRAMA DE ROSA

Page 28: Presentación tensores

DIAGRAMA DE DISPERSIÓN EN COORDENADAS POLARES

10

20

30

40

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 29: Presentación tensores

HISTOGRAMA CIRCULAR 3D

1

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 30: Presentación tensores

HISTOGRAMA CIRCULAR 3D

La matriz contiene las frecuencias relativas en cada región así particionada.

ZZ

Page 31: Presentación tensores

HISTOGRAMA CIRCULAR 3D

-5

0

5

-5

0

50

0.02

0.04

0.06

0.08

Page 32: Presentación tensores

HISTOGRAMA CIRCULAR 3D

-4 -2 0 2 4 6 8 10 12-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

Page 33: Presentación tensores

HISTOGRAMA CIRCULAR 3D

-5

0

5

-5

0

50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Page 34: Presentación tensores

SISTEMAS DE COORDENADAS CILÍNDRICAS

Page 35: Presentación tensores

SISTEMAS DE COORDENADAS CILÍNDRICAS

100

00

0012rgij

Page 36: Presentación tensores

SUPERFICIE CILÍNDRICA

-1

-0.5

0

0.5

1

-1

-0.5

0

0.5

1-4

-2

0

2

4

Page 37: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE DATOS SIMULADOS

Page 38: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE DATOS SIMULADOS

Page 39: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE DATOS SIMULADOS

Page 40: Presentación tensores

DIAGRAMA DE ROSA DE LOS DATOS SIMULADOS

50

100

150

200

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 41: Presentación tensores

DIAGRAMA DE DISPERSIÓN 3D DE LA ESTRUCTURA SIMULADA

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-5

0

5

10

15

-10

0

10

20

Page 42: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE LA ESTRUCTURA SIMULADA SOBRE LA SUPERFICIE CILÍNDRICA

Page 43: Presentación tensores

SISTEMAS DE COORDENADAS ESFÉRICAS

Page 44: Presentación tensores

SISTEMAS DE COORDENADAS ESFÉRICAS

22

2

cos00

00

001

r

rgij

Page 45: Presentación tensores

SUPERFICIE ESFÉRICA

-1

-0.5

0

0.5

1

-1

-0.5

0

0.5

1-1

-0.5

0

0.5

1

Page 46: Presentación tensores

PROYECCIÓN DE DATOS SIMULADOS

-1

-0.5

0

0.5

1

-1

-0.5

0

0.5

1-1

-0.5

0

0.5

1

Page 47: Presentación tensores

HISTOGRAMA ESFÉRICO

-1

0

1

-1-0.500.51

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Page 48: Presentación tensores

HISTOGRAMA ESFÉRICO PRESENTADO POR NIVELES DE SUR A NORTE

5

10

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

10

20

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

10

20

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

10

20

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

25

50

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

25

50

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

25

50

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

25

50

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Page 49: Presentación tensores

GEODÉSICAS

representa las componentes del tensor métrico

dzdzgds

2

g

Page 50: Presentación tensores

GEODÉSICAS

Page 51: Presentación tensores

OBTENCIÓN DE LAS GEODÉSICAS

símbolos de Christoffel de primera especie

símbolos de Christoffel de segunda especie

j

ik

i

kj

k

ij

z

g

z

g

z

gjki

2

1,

l

ik

lj jkig ,

Page 52: Presentación tensores

GEODÉSICA EN UN SISTEMA COORDENADO CILÍNDRICO

Page 53: Presentación tensores

GEODÉSICA EN UN SISTEMA COORDENADO ESFÉRICO

Page 54: Presentación tensores

DISTANCIAS CALCULADAS MEDIANTE LAS GEODÉSICAS

DISTANCIAS CILÍNDRICAS DISTANCIAS ESFÉRICAS

Cangrejo i Cangrejo j Distancia Cangrejo i Cangrejo j Distancia

1 1 0.0000 1 1 0.0000

1 2 0.6864 1 2 0.2110

1 3 1.6488 1 3 0.4519

1 4 1.1776 1 4 0.3760

1 5 1.2292 1 5 0.4000

2 1 0.6864 2 1 0.2110

2 2 0.0000 2 2 0.0000

2 3 0.9720 2 3 0.2497

2 4 0.4968 2 4 0.2570

2 5 0.5475 2 5 0.2760

3 1 1.6488 3 1 0.4519

3 2 0.9720 3 2 0.2497

3 3 0.0000 3 3 0.0000

3 4 0.5551 3 4 0.2151

3 5 0.5119 3 5 0.2108

4 1 1.1776 4 1 0.3760

4 2 0.4968 4 2 0.2570

4 3 0.5551 4 3 0.2151

4 4 0.0000 4 4 0.0000

4 5 0.0519 4 5 0.0242

5 1 1.2292 5 1 0.4000

5 2 0.5475 5 2 0.2760

5 3 0.5119 5 3 0.2108

5 4 0.0519 5 4 0.0242

5 5 0.0000 5 5 0.0000