AV1CVT02

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Primeira Avaliação: Vetores no Espaço
1) Mostre que o segmento que une os pontos médios de dois lados de um
triângulo é paralelo ao terceiro lado e tem a metade do comprimento deste.
2) Mostre que as diagonais de um paralelogramo cortam-se ao meio.
3) Mostre que os pontos médios dos lados de um quadrilátero são vértices
de um paralelogramo.
4) Se {a, b, c} é uma base no espaço, mostre que {a+ b, 2a− 3b− c, b+ 2c}
também o é.
5) Dados os vetores a = 2i−j+5k, b = −i−j e c = −2i+3k e d = 6i−2j+10k,
calcule:
a) 14
−→a b) 3
−→
b − 5−→a + c
6) Considere o ponto A = (1, 2, 3) e o vetor −→v = 3−→i +4−→j +5
−→
k . Determine
B tal que
−−→
AB = −→v
7) Determine as coordenadas do ponto médio do segmento
−−→
PQ, sabendo que
P = (2, 1, 5) e Q = (4, 3, 1). Qual a distância do ponto P ao ponto Q?
8) Dados os vetores u = 3i− j + 2k e v = 2i+ 4j − 2k determine o vetor w
tal que 3w + 2u = 12v + w.
9) Em cada caso verifique se vetores são LD ou LI.
a) −→u = −→i + 2
−→
k , −→v = 2−→i +−→j , −→w = 3−→i +−→j
−→
k
b) u = −14i+ 91j + 56k, v = 2i− 13j − 8k
c) u = i+ j, v = 3i+ 12j + k
d) u = 3i+ j + 2k, v = i+ j + k, w = 2i+ k
10) Determine m de modo que os vetores u = mi− j + k, v = −3i+mj + k
e w = i+ j + k sejam coplanares.
11) Determine o valor m de modo que os vetores u = mi + 2j + k, v =
8i+mj + 2k sejam colineares.
12) Verifique se os vetores u = −3i+2j−k, v = −i−3j+5k e w = 2i+j−4k
podem representar os lados de um triângulo.
1
13) Verifique se os pontos A(1, 1, 0), B(3, 1, 0) e C(1, 3, 0) podem ser vértices
de um triângulo.
14) Verifique que os vetores i + j − 3k, b = 2i + j + 3k e c = −3i + 9j − k
formam uma base do R3 e determine as coordenadas do vetor v = i+j+k nessa
base.
15) Sejam a, b e c vetores LI e considere u = 2a + b − c e v = −a + b + 2c.
Escreva o vetor w = 9a+ 15b+ 6c como combinação linear de u e v.
16) Os vetores a e b são perpendiculares entre si e o vetor c é tal que
(c, a) = 60 e (c, b) = 60. Sabendo-se que ||a|| = 3, ||b|| = 5 e ||c|| = 8 cal-
cule o produto interno: (3a− 2b) · (b+ 3c).
17) Calcule o ângulo entre os vetores a = 2i+ j − 2k e b = 3i+ 3j.
18) Determine um vetor unitário u, paralelo ao vetor 2a − b, sendo a =
i− 2j + 4k1 e b = 2i− j + 3k.
19) Calcule ||u|| e ||u+ v||, sabendo que u · v = 6, ||v|| = 3
√
2 e (u, v) = π4 .
20) Dados os vetores u = (4,−2, 8) e v = (1, 3,−5) decompor v como
v = v1 + v2, onde v1//v2 e v2 ⊥ u.
21) Verifique que os pontos A = (1, 1, 0), B = (3, 1, 0) e C = (1, 3, 0) são
vértices de um triângulo retângulo e calcule seus ângulos.
22) Verifique que os vetores a = 1√
6
(i−2j+k), b = 1√
2
(i−k) e c = 1√
3
(i+j+k)
são ortonormais e determine as coordenadas do vetor v = 3i+ 2j + 2k na base
{a, b, c}.
23) Sejam u = j+k, v = 2i+ j e w = i+k. O conjunto {u, v, w} é uma base
do espaço R3? Essa base é ortonormal? Ela é ortogonal? É possível escrever o
vetor 3i+ 2j + 2k como combinação linear de u, v e w?
24) Se ||u|| = 1, ||v|| = 4 e (u, v) = π6 , calcule ||(2u− v)× (u+ v)||.
25) Determine um vetor v tal que v · (2i+ 3j) = 6 e v × (2i+ 3j) = 4k.
26) Calcule a área do paralelogramo que tem três vértices consecutivos nos
pontos A = (1, 0, 1), B = (2, 1, 3) e C = (3, 2,−5).
27) Verifique se os pontos A = (−1,−3, 4), B = (−2, 1,−4) e C = (3,−11, 5)
são vértices de um triângulo. Em caso afirmativo, classifique o triângulo em re-
tângulo, isóceles ou eqüilátero e calcule sua área.
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28) Dados u = 3i−2j+k, v = i+j e w = −2j−k, calcule os produtos mistos:
(a) [u, v, w] (b) [u,w, u] (c) [u,w, v] (d) [u,w,w].
29) Use o produto misto e verifique se os vetores a = i+ j + 3k, 2i− j + 5k
e 4i− 3j + k são coplanares.
30) Calcule o volume do paralelepípedo que tem um dos vértices no ponto
A = (2, 1, 6) e os três vértices adjacentes nos pontos B = (4, 1, 3), C = (1, 3, 2)
e D = (1, 2, 1).
31) Verifique em cada caso se os pontos são coplanares.
(a) A = (0, 2,−2), B = (−1, 0,−2), C = (−2,−1,−3) e D = (1, 1, 1).
(b) A = (−1, 0, 3), B = (−1,−2, 2), C = (1, 0, 2) e D = (2, 4, 1).
32) Verifique que os pontos A = (4, 6, 2), B = (1, 2, 1), C = (3, 3, 3) e
D = (7, 4, 3) são vértices de um paralelepípedo, calcule o volume do sólido.
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