Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (2024)

Table of Contents
Sintaxis Descripción Ejemplos Interpolación de función seno muestreada de forma imprecisa Interpolación sin especificar puntos Interpolación de valores complejos Interpolación de fechas y horas Extrapolación utilizando dos métodos distintos Designar un valor constante para todas las consultas fuera del dominio de x Interpolar varios conjuntos de datos en una pasada Argumentos de entrada x — Puntos de muestra vector v — Valores de muestra vector | matriz | arreglo xq — Puntos de consulta escalar | vector | matriz | arreglo method — Método de interpolación 'linear' (predeterminado) | 'nearest' | 'next' | 'previous' | 'pchip' | 'cubic' | 'v5cubic' | 'makima' | 'spline' extrapolation — Estrategia de extrapolación 'extrap' | valor escalar Argumentos de salida vq — Valores interpolados escalar | vector | matriz | arreglo pp — Polinomio por tramos estructura Más acerca de Interpolación de Akima y por splines Referencias Capacidades ampliadas Generación de código C/C++Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™. Generación de código de GPU Genere código CUDA® para GPU NVIDIA® mediante GPU Coder™. Entorno basado en subprocesos Ejecute código en segundo plano con MATLAB® backgroundPool o acelere código con Parallel Computing Toolbox™ ThreadPool. Arreglos GPUAcelere código mediante la ejecución en una unidad de procesamiento gráfico (GPU) mediante Parallel Computing Toolbox™. Arreglos distribuidosRealice particiones de arreglos grandes por toda la memoria combinada de su cluster mediante Parallel Computing Toolbox™. Historial de versiones R2020b: El método 'cubic' de interp1 lleva a cabo una convolución cúbica Consulte también Comando de MATLAB Americas Europe Asia Pacific FAQs References

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla)

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Sintaxis

vq = interp1(x,v,xq)

vq = interp1(x,v,xq,method)

vq = interp1(x,v,xq,method,extrapolation)

vq = interp1(v,xq)

vq = interp1(v,xq,method)

vq = interp1(v,xq,method,extrapolation)

pp = interp1(x,v,method,'pp')

Descripción

ejemplo

vq = interp1(x,v,xq) devuelve valores interpolados de una función 1D en puntos de consulta específicos utilizando la interpolación lineal. El vector x contiene puntos de muestra y v contiene los valores correspondientes, v (x). El vector xq contiene las coordenadas de los puntos de consulta.

Si tiene varios conjuntos de datos que se muestrean en las mismas coordenadas de puntos, puede pasar v como arreglo. Cada columna del arreglo v contiene un conjunto distinto de valores de muestra 1D.

ejemplo

vq = interp1(x,v,xq,method) especifica un método de interpolación alternativo: 'linear', 'nearest', 'next', 'previous', 'pchip', 'cubic', 'v5cubic', 'makima' o 'spline'. El método predeterminado es 'linear'.

ejemplo

vq = interp1(x,v,xq,method,extrapolation) especifica una estrategia para evaluar puntos que se encuentran fuera del dominio de x. Establezca extrapolation en 'extrap' cuando desea utilizar el algoritmo method para la extrapolación. También puede especificar un valor escalar, en cuyo caso interp1 devuelve ese valor para todos los puntos fuera del dominio de x.

ejemplo

vq = interp1(v,xq) devuelve valores interpolados y asume un conjunto predeterminado de coordenadas de puntos de muestra. Los puntos predeterminados son la secuencia de números de 1 a n, donde n depende de la forma de v:

  • Cuando v es un vector, los puntos predeterminados son 1:length(v).

  • Cuando v es un arreglo, los puntos predeterminados son 1:size(v,1).

Utilice esta sintaxis cuando no le preocupen las distancias absolutas entre puntos.

vq = interp1(v,xq,method) especifica cualquiera de los métodos alternativos de interpolación y utiliza los puntos de muestra predeterminados.

vq = interp1(v,xq,method,extrapolation) especifica una estrategia de interpolación y utiliza los puntos de muestra predeterminados.

pp = interp1(x,v,method,'pp') devuelve la forma polinomial por tramos de v (x) utilizando el algoritmo method.

Nota

No se recomienda esta sintaxis. En su lugar, utilice griddedInterpolant.

Ejemplos

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Interpolación de función seno muestreada de forma imprecisa

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Defina los puntos de muestra, x, y los valores de muestra correspondientes, v.

x = 0:pi/4:2*pi; v = sin(x);

Defina los puntos de consulta para un muestreo más preciso a lo largo del rango de x.

xq = 0:pi/16:2*pi;

Interpole la función en los puntos de consulta y represente el resultado.

figurevq1 = interp1(x,v,xq);plot(x,v,'o',xq,vq1,':.');xlim([0 2*pi]);title('(Default) Linear Interpolation');

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (1)

Ahora evalúe v en los mismos puntos utilizando el método 'spline'.

figurevq2 = interp1(x,v,xq,'spline');plot(x,v,'o',xq,vq2,':.');xlim([0 2*pi]);title('Spline Interpolation');

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (2)

Interpolación sin especificar puntos

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Defina un conjunto de valores de función.

v = [0 1.41 2 1.41 0 -1.41 -2 -1.41 0];

Defina un conjunto de puntos de consulta que se encuentren entre los puntos predeterminados, 1:9. En este caso, los puntos predeterminados son 1:9 porque v contiene 9 valores.

xq = 1.5:8.5;

Evalúe v en xq.

vq = interp1(v,xq);

Represente el resultado.

figureplot((1:9),v,'o',xq,vq,'*');legend('v','vq');

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (3)

Interpolación de valores complejos

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Defina un conjunto de puntos de muestra.

x = 1:10;

Defina los valores de la función, v(x)=5x+x2i, en los puntos de muestra.

v = (5*x)+(x.^2*1i);

Defina los puntos de consulta para un muestreo más preciso a lo largo del rango de x.

xq = 1:0.25:10;

Interpole v en los puntos de consulta.

vq = interp1(x,v,xq);

Represente la parte real del resultado en rojo y la parte imaginaria en azul.

figureplot(x,real(v),'*r',xq,real(vq),'-r');hold onplot(x,imag(v),'*b',xq,imag(vq),'-b');

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (4)

Interpolación de fechas y horas

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Interpole puntos de datos con marca de tiempo.

Considere un conjunto de datos que contenga lecturas de temperatura medidas cada cuatro horas. Cree una tabla con datos de un día y represente los datos.

x = (datetime(2016,1,1):hours(4):datetime(2016,1,2))';x.Format = 'MMM dd, HH:mm';T = [31 25 24 41 43 33 31]';WeatherData = table(x,T,'VariableNames',{'Time','Temperature'})
WeatherData=7×2 table Time Temperature _____________ ___________ Jan 01, 00:00 31 Jan 01, 04:00 25 Jan 01, 08:00 24 Jan 01, 12:00 41 Jan 01, 16:00 43 Jan 01, 20:00 33 Jan 02, 00:00 31 
plot(WeatherData.Time, WeatherData.Temperature, 'o')

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (5)

Interpole el conjunto de datos para predecir la lectura de temperatura durante cada minuto del día. Puesto que los datos son periódicos, utilice el método de interpolación 'spline'.

xq = (datetime(2016,1,1):minutes(1):datetime(2016,1,2))';V = interp1(WeatherData.Time, WeatherData.Temperature, xq, 'spline');

Represente los puntos interpolados.

hold onplot(xq,V,'r')

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (6)

Extrapolación utilizando dos métodos distintos

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Defina los puntos de muestra, x, y los valores de muestra correspondientes, v.

x = [1 2 3 4 5];v = [12 16 31 10 6];

Especifique los puntos de consulta, xq, que se extienden más allá del dominio de x.

xq = [0 0.5 1.5 5.5 6];

Evalúe v en xq usando el método 'pchip'.

vq1 = interp1(x,v,xq,'pchip')
vq1 = 1×5 19.3684 13.6316 13.2105 7.4800 12.5600

A continuación, evalúe v en xq usando el método 'linear'.

vq2 = interp1(x,v,xq,'linear')
vq2 = 1×5 NaN NaN 14 NaN NaN

Ahora, utilice el método 'linear' con la opción 'extrap'.

vq3 = interp1(x,v,xq,'linear','extrap')
vq3 = 1×5 8 10 14 4 2

'pchip' extrapola de forma predeterminada, pero 'linear' no lo hace.

Designar un valor constante para todas las consultas fuera del dominio de x

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Defina los puntos de muestra, x, y los valores de muestra correspondientes, v.

x = [-3 -2 -1 0 1 2 3];v = 3*x.^2;

Especifique los puntos de consulta, xq, que se extienden más allá del dominio de x.

xq = [-4 -2.5 -0.5 0.5 2.5 4];

Ahora evalúe v en xq usando el método 'pchip' y asigne cualquier valor fuera del dominio de x al valor, 27.

vq = interp1(x,v,xq,'pchip',27)
vq = 1×6 27.0000 18.6562 0.9375 0.9375 18.6562 27.0000

Interpolar varios conjuntos de datos en una pasada

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Defina los puntos de muestra.

x = (-5:5)';

Muestree tres funciones parabólicas distintas en los puntos definidos en x.

v1 = x.^2;v2 = 2*x.^2 + 2;v3 = 3*x.^2 + 4;

Cree la matriz v, cuyas columnas son vectores, v1, v2 y v3.

v = [v1 v2 v3];

Defina un conjunto de puntos de consulta, xq, para un muestreo más preciso a lo largo del rango de x.

xq = -5:0.1:5;

Evalúe las tres funciones en xq y represente los resultados.

vq = interp1(x,v,xq,'pchip');figureplot(x,v,'o',xq,vq);h = gca;h.XTick = -5:5;

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (7)

Los círculos en la gráfica representan v, y las líneas continuas representan vq.

Argumentos de entrada

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xPuntos de muestra
vector

Puntos de muestra, especificados como vector fila o vector columna de números reales. Los valores en x deben ser distintos. La longitud de x debe cumplir uno de los siguientes requisitos:

  • Si v es un vector, length(x) debe ser igual a length(v).

  • Si v es un arreglo, length(x) debe ser igual a size(v,1).

Ejemplo: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

Ejemplo: 1:10

Ejemplo: [3 7 11 15 19 23 27 31]'

Tipos de datos: single | double | duration | datetime

vValores de muestra
vector | matriz | arreglo

Valores de muestra, especificados como vector, matriz o arreglo de números reales o complejos. Si v es una matriz o un arreglo, cada columna contiene un conjunto independiente de valores 1D.

Si v contiene números complejos, la función interp1 interpola las partes reales y las imaginarias de forma independiente.

Ejemplo: rand(1,10)

Ejemplo: rand(10,1)

Ejemplo: rand(10,3)

Tipos de datos: single | double | duration | datetime
Soporte de números complejos:

xqPuntos de consulta
escalar | vector | matriz | arreglo

Puntos de consulta, especificados como escalar, vector, matriz o arreglo de números reales.

Ejemplo: 5

Ejemplo: 1:0.05:10

Ejemplo: (1:0.05:10)'

Ejemplo: [0 1 2 7.5 10]

Tipos de datos: single | double | duration | datetime

methodMétodo de interpolación
'linear' (predeterminado) | 'nearest' | 'next' | 'previous' | 'pchip' | 'cubic' | 'v5cubic' | 'makima' | 'spline'

Método de interpolación, especificado como una de las opciones de esta tabla.

Método

Descripción

Continuidad

Comentarios

'linear'

Interpolación lineal. El valor interpolado en un punto de consulta se basa en la interpolación lineal de los valores en los puntos de cuadrícula vecinos de cada dimensión respectiva. Este es el método de interpolación predeterminado.

C0

  • Requiere al menos 2 puntos

  • Requiere más memoria y tiempo de cálculo que el vecino más cercano

'nearest'

Interpolación del vecino más cercano. El valor interpolado en un punto de consulta es el valor en el punto de cuadrícula de muestra más cercano.

Discontinua

  • Requiere al menos 2 puntos

  • Requisitos de memoria moderados

  • El tiempo de cálculo más rápido

'next'

Interpolación del siguiente vecino. El valor interpolado en un punto de consulta es el valor en el siguiente punto de cuadrícula de muestra.

Discontinua

  • Requiere al menos 2 puntos

  • Mismos requisitos de memoria y tiempo de cálculo que 'nearest'

'previous'

Interpolación del vecino anterior. El valor interpolado en un punto de consulta es el valor en el punto anterior de cuadrícula de muestra.

Discontinua

  • Requiere al menos 2 puntos

  • Mismos requisitos de memoria y tiempo de cálculo que 'nearest'

'pchip'

Interpolación cúbica por tramos que conserva la forma. El valor interpolado en un punto de consulta se basa en una interpolación cúbica por tramos de los valores en los puntos de cuadrícula vecinos que conserva la forma.

C1

  • Requiere al menos 4 puntos

  • Requiere más memoria y tiempo de cálculo que 'linear'

'cubic'

Convolución cúbica utilizada en MATLAB® 5.

C1

  • Requiere al menos 3 puntos

  • Los puntos deben estar espaciados uniformemente

  • Este método recurre a la interpolación 'spline' en el caso de datos espaciados de forma irregular

  • Requisitos de memoria y tiempo de cálculo similares a 'pchip'

'v5cubic'

Igual que 'cubic'.

C1

'makima'

Interpolación cúbica de Hermite con Akima modificada. El valor interpolado en un punto de consulta se basa en una función por tramos de polinomios con grado tres como máximo. La fórmula de Akima se modifica para evitar rebasamientos.

C1

  • Requiere al menos 2 puntos

  • Genera menos ondulaciones que 'spline', pero no aplana de forma tan pronunciada como 'pchip'

  • El cálculo es más costoso que en 'pchip', pero típicamente menos que en 'spline'

  • Los requisitos de memoria son similares a los de 'spline'

'spline'

Interpolación por splines utilizando condiciones finales "not-a-knot". El valor interpolado en un punto de consulta se basa en la interpolación cúbica de los valores en los puntos de cuadrícula vecinos de cada dimensión respectiva.

C2

  • Requiere al menos 4 puntos

  • Requiere más memoria y tiempo de cálculo que 'pchip'

extrapolationEstrategia de extrapolación
'extrap' | valor escalar

Estrategia de extrapolación, especificada como 'extrap' o valor escalar real.

  • Especifique 'extrap' cuando desee que interp1 evalúe puntos fuera del dominio utilizando el mismo método que utiliza para la interpolación.

  • Especifique un valor escalar cuando desee que interp1 devuelva un valor constante específico para puntos fuera del dominio.

El comportamiento predeterminado depende de los argumentos de entrada:

  • Si especifica los métodos de interpolación 'pchip', 'spline' o 'makima', el comportamiento predeterminado es 'extrap'.

  • Todos los demás métodos de interpolación devuelven NaN de forma predeterminada para puntos de consulta fuera del dominio.

Ejemplo: 'extrap'

Ejemplo: 5

Tipos de datos: char | string | single | double

Argumentos de salida

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vq — Valores interpolados
escalar | vector | matriz | arreglo

Valores interpolados, devueltos como escalar, vector, matriz o arreglo. El tamaño de vq depende de la forma de v y xq.

Forma de vForma de xqTamaño de VqEjemplo
VectorVectorsize(xq)Si size(v) = [1 100]
y size(xq) = [1 500],
size(vq) = [1 500].
VectorMatriz
o arreglo ND
size(xq)Si size(v) = [1 100]
y size(xq) = [50 30],
size(vq) = [50 30].
Matriz
o arreglo ND
Vector[length(xq) size(v,2),...,size(v,n)]Si size(v) = [100 3]
y size(xq) = [1 500],
size(vq) = [500 3].
Matriz
o arreglo ND
Matriz
o arreglo ND
[size(xq,1),...,size(xq,n),... size(v,2),...,size(v,m)]Si size(v) = [4 5 6]
y size(xq) = [2 3 7],
size(vq) = [2 3 7 5 6].

pp — Polinomio por tramos
estructura

Polinomio por tramos, devuelto como estructura que puede pasar a la función ppval para evaluarla.

Más acerca de

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Interpolación de Akima y por splines

El algoritmo de Akima para interpolación unidimensional, descrito en [1] y [2], lleva a cabo una interpolación cúbica para generar polinomios por tramos con derivadas continuas de primer orden (C1). El algoritmo conserva la pendiente y evita ondulaciones en regiones planas. Una región plana se produce siempre que hay tres o más puntos colineales consecutivos, que el algoritmo conecta con una línea recta. Para garantizar que la región entre dos puntos de datos es plana, introduzca un punto de datos adicional entre esos dos puntos.

Cuando se encuentran dos regiones planas con distintas pendientes, la modificación llevada a cabo en el algoritmo de Akima da más importancia al lado donde la pendiente está más cerca de cero. Esta modificación da prioridad al lado que está más cerca de la horizontal, lo cual es más intuitivo y evita el rebasamiento (el algoritmo de Akima original da la misma importancia a los puntos de ambos lados, dividiendo así la ondulación de modo uniforme).

El algoritmo de splines, por otra parte, lleva a cabo una interpolación cúbica para generar polinomios por tramos con derivadas continuas de segundo orden (C2). El resultado es comparable a una interpolación normal de polinomios, pero es menos vulnerable a grandes oscilaciones entre puntos de datos para grados elevados. De todas formas, este método puede ser vulnerable a rebasamientos y oscilaciones entre puntos de datos.

En comparación con el algoritmo de splines, el algoritmo de Akima genera menos ondulaciones y es más adecuado para lidiar con cambios rápidos entre regiones planas. Esta diferencia se ilustra a continuación utilizando datos de prueba que conectan varias regiones planas.

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (8)

Referencias

[1] Akima, Hiroshi. "A new method of interpolation and smooth curve fitting based on local procedures." Journal of the ACM (JACM) , 17.4, 1970, pp. 589-602.

[2] Akima, Hiroshi. "A method of bivariate interpolation and smooth surface fitting based on local procedures." Communications of the ACM , 17.1, 1974, pp. 18-20.

Capacidades ampliadas

Esta función es totalmente compatible con los arreglos distribuidos. Para obtener más información, consulte Run MATLAB Functions with Distributed Arrays (Parallel Computing Toolbox).

Historial de versiones

Introducido antes de R2006a

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Consulte también

interp2 | interp3 | interpn | griddedInterpolant

Comando de MATLAB

Ha hecho clic en un enlace que corresponde a este comando de MATLAB:

 

Ejecute el comando introduciéndolo en la ventana de comandos de MATLAB. Los navegadores web no admiten comandos de MATLAB.

Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (9)

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Interpolación de datos 1D (búsqueda en tabla) (2024)

FAQs

¿Qué hace interp1 en Matlab? ›

vq = interp1( v , xq ) devuelve valores interpolados y asume un conjunto predeterminado de coordenadas de puntos de muestra. Los puntos predeterminados son la secuencia de números de 1 a n , donde n depende de la forma de v : Cuando v es un vector, los puntos predeterminados son 1:length(v) .

¿Cómo se hace una interpolación? ›

El problema de interpolación polinomial consiste en encontrar un polinomio p(x) = amxm + ··· + a1x + a0, tal que la gráfica del polinomio coincida exactamente con los puntos dados.

¿Cómo se realiza la interpolación en Matlab? ›

Matlab cuenta con una función específica para hacer interpolación lineal, la función interp1 . Su sintaxis es interp(x,v,xq) , donde x es el vector de coordenadas x de los puntos P1,P2,P3,..., e y es el vector de coordenadas y.

¿Qué tipos de interpolación son las más utilizadas? ›

Los métodos de interpolación disponibles se enumeran a continuación.
  • IDW. ...
  • Kriging. ...
  • Vecino natural. ...
  • Spline. ...
  • Spline con barreras. ...
  • De topo a ráster. ...
  • Tendencia.

¿Cómo funciona interp1d? ›

La función interp1d() se utiliza para interpolar una distribución con 1 variable. Toma los puntos x e y y devuelve una función invocable que se puede llamar con una nueva x y devuelve la y correspondiente .

¿Qué es xq en interp1? ›

El vector x contiene los puntos de muestra y v contiene los valores correspondientes, v(x). El vector xq contiene las coordenadas de los puntos de consulta .

¿Cómo interpolar datos de una tabla? ›

Interpolar una tabla
  1. Defina una fila manualmente. Seleccione una fila a definir. Puede ser una fila existente con datos no válidos o una fila recién añadida. Seleccione la primera celda de la fila y, utilizando la imagen, haga clic en el valor para dicha celda. ...
  2. Haga clic en Interpolar filas.

¿Qué es la interpolación con un ejemplo? ›

La definición de interpolación dice que la interpolación consiste en estimar el valor de un punto entre dos puntos dados en un conjunto de datos . Por ejemplo, si la altura de un niño se midió a los 5 y 6 años, se podría utilizar la interpolación para estimar la altura del niño a los 5,5 años.

¿Cómo interpolar entre 2 números? ›

“Interpolar medios aritméticos entre dos números, consiste en formar una progresión aritmética en la cual los dos números dados son el primer término y el último término”. Ejemplo: Interpolamos 5 medios aritméticos entre -5 y 19, luego escribe la progresión aritmética.

¿Qué es la interpolación y para qué sirve? ›

La interpolación es una técnica que se utiliza para agregar nuevos puntos de datos dentro del rango de un conjunto de puntos de datos conocidos. Es posible usar la interpolación para rellenar datos faltantes, suavizar datos existentes y hacer predicciones, entre otras cosas.

¿Cómo se crea una interpolación de forma? ›

En la línea de tiempo, seleccione uno de los fotogramas entre los dos fotogramas clave en la capa que contiene las dos formas. Elija Insertar > Interpolación de forma. Animate interpola las formas en todos los fotogramas entre los dos fotogramas clave.

¿Qué aplicaciones tiene la interpolación? ›

Mediante la interpolación, un analista financiero puede estimar la tasa para un período que se encuentra dentro de ese rango. Para obtener estimaciones precisas de tasas de intereses o de crecimiento, se puede aplicar la interpolación, como un método para estimar valores intermedios desconocidos.

¿Cuál es el método más sencillo para resolver la interpolación? ›

Uno de los métodos más simples es la interpolación lineal (a veces conocida como lerp). Considere el ejemplo anterior de estimación de f(2,5). Dado que 2,5 está a medio camino entre 2 y 3, es razonable tomar f(2,5) a medio camino entre f(2) = 0,9093 y f(3) = 0,1411, lo que da como resultado 0,5252.

¿Cuál es el mejor método de interpolación? ›

En términos de la capacidad de ajustar sus datos y producir una superficie lisa, muchos consideran que el método Multiquadric es el mejor.

¿Por qué interpolamos datos? ›

La interpolación es una técnica matemática para estimar los valores de puntos de datos desconocidos que se encuentran entre puntos de datos conocidos existentes. Este proceso ayuda a llenar los espacios en blanco. Los traders técnicos utilizan la interpolación para entender cómo se han comportado los precios en el pasado, incluso cuando no tienen información completa .

¿Interp1 extrapola? ›

Para todos los demás métodos, interp1 realiza una extrapolación para valores fuera de rango . yi = interp1(x,Y,xi,method,'extrap') utiliza el método especificado para realizar la extrapolación de valores fuera de rango. yi = interp1(x,Y,xi,method,extrapval) devuelve el extrapval escalar para valores fuera de rango.

¿Qué es el comando int en MATLAB? ›

La integración simbólica, o cálculo de primitivas, se lleva a cabo utilizando el comando int. Este comando permite calcular integrales indefinidas y definidas.

¿Cómo poner sin 1 en MATLAB? ›

Y = asin( X ) devuelve el Seno inverso (sin-1) de los elementos de X en radianes.

¿Qué significa %g en MATLAB? ›

El campo precisión en un operador de formato es un entero no negativo que sigue inmediatamente a un punto. Por ejemplo, en el operador %7.3f , la precisión es 3 . En el operador %g , la precisión indica el número de dígitos significativos que se van a mostrar.

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