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MATEMÁTICA A ÁLGEBRA LINEAR Lilian de Souza Vismara Mestre Eng. Elétrica – ESSC / USP Licenciada em Matemática – UFSCar 1 Lilian de Souza Vismara Mestre Eng. Elétrica – ESSC / USP Licenciada em Matemática – UFSCar 2 OPERAÇÕES COM VETORES Vetores & produto: Vetores unitários em ℝ3 Multiplicação de um vetor por um escalar Produto escalar Produto vetorial Vetores unitários (em ℝ3) • É possível definir vetores unitários i , j , k , que possuem módulo unitário e cujas direções são as dos eixos dos x , dos y e dos z de um sistema de coordenadas dextrogiro como o que aparece na Figura. • Em termos dos vetores unitários, um vetor a pode ser escrito na forma a = ax i + ay j + az k • onde ax i , ay j e az k são as componentes vetoriais e ax , ay e az são as componentes escalares de a. 3 Um sistema orientado pela regra da mão direita (sistema dextrogiro) é caracterizado pela seguinte propriedade: dobrando os dedos da mão direita até formar um ângulo de 90° em relação ao dedo indicador (eixo X), no sentido positivo do eixo Y, o polegar apontará na direção do eixo Z, no sentido positivo. Vetores unitários • Na coordenada cartesiana tridimensional, esses elementos são usualmente i, j e k — vetores unitários nas direções dos eixos x, y e z, respectivamente: 4 Multiplicação de um vetor por um escalar 5 Produto escalar 6 Produto escalar 7 Exercício 1: Considere a representação vetorial da figura em que + ⍺ = 180°. a) Calcule: b) Considerando que e as relações trigonométricas no triângulo, determine: (i) e (ii) Produto escalar 8 Produto escalar: APLICAÇÃO 9 Exercício 2: Produto escalar 10 Exercício 2: Solução Produto escalar 11 Produto vetorial 13 Produto vetorial 14 Para isso... Produto vetorial 15 Produto vetorial: APLICAÇÃO 16 Exercício 3: Dois vetores são dados por e . . 3.1. Represente esses vetores: 3.2. Calcule: Produto vetorial 17 Exercício 3: Solução Calcule: Produto vetorial 18 Exercício 4: represente graficamente os seguintes pontos em ℝ3. a) A(0, 0 -4) b) B(0, -2 , 0) c) C(1, 0 , 0) d) D(3,-1,2) Exercício 5: esboce um segmento de reta orientado em ℝ3 representeando cada um dos vetores abaixo. a) a = (0, 0 -1) b) b = (0, 1 , 4) c) c = (2, -3 , -1) Exercício 6: Para cada um dos seguintes pares de pontos em ℝ3, determine o vetor que está associado com o segmento de reta orientado em que o ponto inicial é o primeiro ponto e o ponto final é o segundo ponto. a) (2, 3, -1), (0, 0, 2) b) (1, 1, 0) , (0, 1, 1) c) (-1,-2,-3) , (3, 4, 5) Representação em ℝ3 Referências Referencias Básicas: KOLMAN, B. Introdução à Álgebra Linear com Aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 6 ed., 1998. HOWARD, A. Álgebra Linear com Aplicações Rio de Janeiro: Bookman, 8ed, 2001. LAY, D. C. Álgebra linear e suas aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 2 ed., 1999 Referências Complementares: BOLDRINI, C. R. Álgebra linear. São Paulo: Harbra, 1984 IEZZI, Gelson; MURAKAMI, Carlos. Fundamentos da Matemática Elementar. São Paulo: Saraiva,1993. STEINBRUCH, A.; WINTERLE, P. Álgebra Linear. São Paulo: McGraw-Hill, 2ed.,1987. http://www.mat.ufmg.br/~regi/gaalt/gaalt00.pdf http://www.labma.ufrj.br/~gregorio/livro/al2.pdf Referências utilizadas: SILVA, R. T. Notas de aula de Física. 2002. GASPAR, A. FÍSICA – VOLUME ÚNICO. São Paulo: Editora Ática, 2008.
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