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FACULDADE ESTÁCIO - SÃO LUIS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Introdução ao estudo de vetores PARTE 1 Revisando geometria plana Quando estudamos o conjunto dos números reais (R), verificamos que o número zero fica localizado entre os números reais positivos e os números reais negativos, como no exemplo da reta a seguir. 0 +1 +2 +3 -1 -2 -3 -10 +10 +2 -2 +2,5 -2,5 RETA REAL O plano cartesiano é formado por uma região geométrica plana, cortada por duas retas perpendiculares entre si. Retas perpendiculares formam ângulos de 900 entre si. Plano cartesiano. PLANO CARTESIANO As retas dividem o plano em quatro regiões chamadas quadrantes. MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados 1º QUADRANTE 4º QUADRANTE 3º QUADRANTE 2º QUADRANTE Quadrantes MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados A reta horizontal é denominada de eixo das abscissas e representada por x, xR. A reta vertical é denominada de eixo das ordenadas e representada por y, yR. x y Eixo das abscissas. Eixo das ordenadas. MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Denomina-se par ordenado ao par (x, y), no qual o primeiro elemento pertence ao eixo das abscissas e o segundo elemento pertence ao eixo das ordenadas. x y O ponto de encontro das retas x e y é chamado de origem e é representado pelo par ordenado (0, 0), ou seja, x = 0 e y = 0. + + + + - - - - - + + + + - - - - - (+, +) (-, +) (-, -) (+, -) Origem do sistema cartesiano (0, 0) . 0 Representação dos sinais da abscissa e da ordenada, em relação aos quadrantes. EXEMPLOS 1º) Localizar no plano cartesiano xOy os pontos: A(2, -3) B(-5, 1) MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Note que o ponto A(2, -3) está no 4º quadrante, e o ponto B(-5, 1) está no 2º quadrante. 2 -3 -5 1 0 x y A B SOLUÇÃO 2º) Localizar no plano cartesiano xOy os pontos: A(-5, 0) B(0, -4) OUTRO EXEMPLO Note que o ponto A(-5, 0) está no eixo x e o ponto B(0, -4) está no eixo y. - 4 - 5 0 x y A B SOLUÇÃO PARTE 2 Entendendo vetores Consideremos uma reta r e sejam A e B dois pontos de r Ao segmento de reta AB, podemos associar 2 sentidos : de A para B e de B para A Escrevemos AB para representar o segmento de reta AB associado com o sentido de A para B SEGMENTO DE RETA AB é o segmento orientado de origem A e extremidade B BA é o segmento orientado de origem B e extremidade A Chamamos BA , oposto de AB Se A = B então o segmento orientado AB = BA é o segmento nulo, denotado por AA = 0 SEGMENTO DE RETA Definida uma unidade de comprimento, a cada segmento orientado, pode-se associar um número real não negativo que é a sua medida em relação a esta unidade A medida do segmento AB é denotada por med(AB) Os segmentos nulos têm medida igual a zero. med(AB) = med(BA) SEGMENTO DE RETA ORIENTADO Dados dois segmentos orientados não nulos AB e CD, dizemos que eles têm mesma direção, se as retas suportes destes segmentos são paralelas ou coincidentes Só podemos comparar os sentidos de dois segmentos orientados, se eles têm a mesma direção Dois segmentos orientados opostos têm sentidos contrários, mas têm a mesma direção SEGMENTO DE RETA ORIENTADO Exemplos – Mesmo sentido Exemplos – Sentidos Opostos Exemplos – Sentidos e Direções Sentido: de A para B Direção: vertical Sentido: de A para B Direção: horizontal Sentido: de B para A Direção: vertical A B A B A B O segmento orientado AB é equipolente ao segmento orientado CD se: ambos têm mesma direção, mesmo sentido e mesmo comprimento. se ambos são segmentos nulos Denota-se: AB ~ CD EQUIPOLÊNCIA Exemplos Exemplos Chamamos vetor determinado por um segmento orientado AB, ao conjunto de todos os segmentos orientados equipolentes a AB O vetor determinado por AB, indicamos por AB VETORES Dois vetores AB e CD são iguais se, e somente se AB ~ CD Um vetor AB é determinado por uma infinidade de segmentos orientados, que são chamados representantes desse vetor, e que são todos equipolentes entre si. Os segmentos nulos são representantes de um único vetor, chamado vetor nulo, e denotado por 0. VETORES Dado um vetor v = AB, chamamos o vetor BA oposto de AB e indicamos por -AB ou -v VETORES Dado um vetor u , todos os seus representantes têm a mesma medida, chamada módulo do vetor u, e indicamos por |u | Dizemos que os vetores AB e CD não nulos têm mesma direção (mesmo sentido), se AB e CD têm mesma direção (mesmo sentido) Um vetor u é unitário se |u| = 1. Chamamos versor de um vetor não nulo u, o vetor unitário que tem mesmo sentido de u. VETORES Dizemos que dois vetores não nulos são ortogonais, se podem ser representados por segmentos orientados ortogonais, e indicamos por u v O vetor Nulo é ortogonal a qualquer outro vetor no espaço VETORES UM VETOR NO PLANO COMO UM PAR ORDENADO MÓDULO DO VETOR No plano cartesiano o vetor u fica expresso através de um par ordenado. Neste caso, seu módulo fica sendo considerado a distância do ponto O a P:
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