lunes, 29 de octubre de 2012

complejos conjugados fourier



El producto del número complejo en (3,2) y su conjugado en (3,-2) es de magnitud
|13| y ángulo 0, ó 360. 
Su dimensión se mide sobre la "línea real" de las x positivas pero 
además, el número 13 se encuentra sobre las x siguiendo la espiral 
desde el centro por 13 "unidades".
No creo útil intentar precisar todas las medidas, el castillo de naipes 
podría colapsar.
 
A nivel del círculo radio=1, sin embargo, ocurren cosas interesantes
¬
La lupa gira 90 grados contra-reloj y asciende.
Son 4 anotaciones por nivel. El movimiento no cambia: siempre en ascenso girando contra el reloj.

Iniciar con el asa hacia la derecha     (+1)(+1)(+1)(+1)

La lupa gira, se ve el asa en             (+1) (i) (-1) (-i)       en la primera vuelta.
Con la lupa a nivel de los ojos veo    (+1)(-1)(+1)(-1)     2 vueltas -de perfil
La lupa sobre mi cabeza, veré          (+1)(-i)(-1)(i)         1 vuelta -desde abajo

Recordando lo anterior, se puede llenar una matriz 4x4 para calcular FFT´s (Fast Fourier Transforms).

Parece haber una rotación implícita, perpendicular a la anterior, si piensa la secuencia como el acto de examinar el objeto que gira, por todas sus caras.
 

domingo, 21 de octubre de 2012

Espiral y Parábola según Cavalieri (versión corregida)

Los habitantes de la isla Thera, en el mar Egeo, ca. siglo 17 A. de C. (fecha de la explosión) ya dibujaban espirales "de Arquimedes" matemáticamente correctas.

Las cónicas y en particular la parábola, se conocen bien desde Apolonio.

Cavalieri, recién en tiempos de Galileo, fué el primero en describir la relación básica entre las dos curvas. Es más famoso por dividir toda línea, área o volumen por planos paralelos. Los círculos, a  su vez los dividía en muchas circunferencias interiores, concéntricas.

El dibujo que sigue muestra radios de círculo que miden 1, 2, 3, y 4 en 4 cuadrantes. La espiral debe pasar por sus extremos a partir del mismo centro. Mientras más radios equidistantes se dibujen, más exacta resulta la espiral.
En la diagonal se ve su punto medio y el cruce phi de toda parábola

La parábola relacionada a esta espiral se puede entender como la trayectoria de un proyectil lanzado desde el centro que llega horizontalmente al extremo distal de la espiral ( a distancia 4), alcanzando una altura máxima 2 PI (3.141592 x 2).

En el caso descrito, la longitud del arco completo de la parábola y la espiral son exactamente iguales.

Es decir la distancia desde el centro al radio = 4 siguiendo la trayectoria del proyectil es igual a la distancia entre esos puntos siguiendo la espiral.

La ilustración habitual en los textos -un medio arco de la parábola (hasta el vertex solamente)- es incorrecta;  puede comprobarlo Ud. mismo... fácilmente !

Por la ecuación conocida para un arco de parábola y usando 2 PI y 2 como lados del rectángulo circunscrito se obtiene 6.766 para la curva hasta el vertex, i.e. la espiral completa es el doble (ángulo: 2 PI).

Más fascinante aún, se puede independientemente derivar el arco intermedio (ángulo: PI) de la espiral, a partir de los mismos 2 lados (2PI, 2) y 1/2 diagonal del rectángulo circunscrito. Se usa una ecuación distinta.

En este caso:

-----------------------------NUEVA ECUACIÓN--------------------
Según Pitágoras, la mitad de la diagonal es aprox. = 3.29690831.
Debo sumar (sinh -1 de PI) / PI                            = 0.59278
------------------------------------------------------------------------
=
3.8897 - es el arco de la espiral de Arquímedes cuando el radio es 2 y el ángulo es PI


Notas para la ecuación nueva : lados del rectángulo
1.- radio : distancia de un punto de la espiral al centro
2.- producto del ángulo (en radianes) y el radio

    Ejemplo:
1.5 PI es el ángulo a 3/4 de vuelta, radio en ese punto = 3
Lados del rectángulo : 3 y (4.5 PI).
  La 1/2 diagonal se calcula por el teorema de Pitágoras

    Apuntes:
En la nueva ecuación, el término que se suma a 1/2 diagonal es (sinh -1 del ángulo en radianes) dividido por la constante PI.

El resultado es correcto para cualquier punto de la espiral, incluso varias vueltas completas o fracción, etc. (esta ecuación es derivada por mí, y no he encontrado explícitamente en otra parte su comprobación).

Explore el caso de lados 1.41421356 y 3.141592.