Спершу, - згенерувати* вектор** вершина-низина, обійшовши всі точки і перевіряючи точки координат зліва і з права (наступна-попередня(попер. є "ця" фактично, з якою порівняння відбувається), - якщо продовжує рости чи падати(значення) - перейти до: наступна, пропустивши цю, поки не знайдено точку-"пік").?

Ви не дуже добре/коректно описали словами Вашу проблему. Мені здається.

*слідкуючи за новими даними коли це в реальному часі.
**очевидно звісно, більше не можна покладатися буде на індекс як інше значення (коорд. x) помноживши просто його на конст.інтервал...

Не зовсім певен нащо вам цей крок буде потрібен.

Ви хочете знайти різницю, коли така є,(на відрізку) між трендами в русі якогось vecA_2d та vecB_2d і якось виділити її?

Там же відрізок. Промені кудись "показують"/прямують. І "по ним"? - "через них"? чи "з'єднавши їх"?

Екстремуми нерепрезентативні. Скажімо, у випадку

     *          *
***** **** ** ** *****
          *  *

ви, за бажання, можете провести лінію між двома верхніми точками або між двома нижніми. Або з'єднати в будь-якій комбінації верхнє і нижнє значення. Вам треба розраховувати середнє по ділянці і порівнювати з таким самим середнім по сусідній ділянці.
Питання більше в розмірі ділянок. Якщо ніяких натяків в умові немає, можете спробувати перетворити функції на ряди Фур'є і подивитися там найзначніші гармоніки.

Функція - це залежність між двома множинами (значеннями часу і що там ви вимірюєте). Те, що у вас немає всіх точок функції, не робить її нефункцією.

Наближення можна виконати за допомогою Сплайн, тобто Сплайн-Функціями