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Vectores. Definición: Un vector es un arreglo de números reales de la forma (𝑥1, 𝑥2, … , 𝑥𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ llamada 𝑛 − 𝑢𝑝𝑙𝑎 También se puede definir un vector de la siguiente forma: Definición: Un Vector es un segmento de recta que tiene dirección o sentido. Todo vector tiene un punto inicial Cola y un punto final Punta. Los vectores se denotan por letras minúsculas con una flecha encima �⃗� , 𝑣 , �⃗⃗� entre otras Si un vector �⃗� tiene como punto inicial a 𝑝 = (𝑝1, 𝑝2, … , 𝑝𝑛) y como punto final a 𝑞 = (𝑞1, 𝑞2, … , 𝑞𝑛), se denota por �⃗� = 𝑝𝑞⃗⃗⃗⃗ , ( el comienzo de la flecha indica el punto inicial y el termino de la flecha indica el punto final) Todo vector tiene una longitud y un sentido. Si �⃗� tiene como unto inicial el origen y como punto final el punto 𝑞 = (𝑞1, 𝑞2, … , 𝑞𝑛), el vector se denota por �⃗� = (𝑞1, 𝑞2, … , 𝑞𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ Definición: Sean �⃗� y 𝑣 dos vectores. Diremos que �⃗� y 𝑣 son Equivalentes si tienen la misma longitud y el mismo sentido. Si �⃗� tiene como punto inicial a 𝑝 = (𝑝1, 𝑝2, … , 𝑝𝑛) y como punto final a 𝑞 = (𝑞1, 𝑞2, … , 𝑞𝑛), el vector 𝑣 anclado en el origen que es equivalente a el vector �⃗� , es el vector dado por 𝑣 = (𝑞1 − 𝑝1, 𝑞2 − 𝑝2, … , 𝑞𝑛 − 𝑝𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ Operaciones entre vectores. Definición: Sean �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ y 𝑣 = (𝑣1, 𝑣2, … , 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ vectores de ℝ 𝑛 y sea ∝ 𝜖ℝ un escalar. Se definen las siguientes operaciones: 1. La Suma de los vectores �⃗� y 𝑣 , es el vector �⃗� + 𝑣 = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ + (𝑣1, 𝑣2, … , 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (𝑢1 + 𝑣1, 𝑢2 + 𝑣2, … , 𝑢𝑛 + 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 2. La Resta de los vectores �⃗� y 𝑣 , es el vector �⃗� − 𝑣 = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ − (𝑣1, 𝑣2, … , 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (𝑢1 − 𝑣1, 𝑢2 − 𝑣2, … , 𝑢𝑛 − 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 3. La Multiplicación de un vector por un escalar, es el vector ∝. �⃗� =∝. (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (∝. 𝑢1, ∝. 𝑢2, … , ∝. 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 4. La Norma o Magnitud de un vector �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗, es el número real dado por ‖�⃗� ‖ = √(𝑢1)2 + (𝑢2)2 + ⋯+ (𝑢𝑛)2 5. El Producto Escalar o Producto Punto entre los vectores �⃗� y 𝑣 , es el número real dado por: �⃗� . 𝑣 = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗. (𝑣1, 𝑣2, … , 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = 𝑢1. 𝑣1 + 𝑢2. 𝑣2 + ⋯+ 𝑢𝑛. 𝑣𝑛 6. El Producto Vectorial o Producto Cruz entre los vectores �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, 𝑢3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ y 𝑣 = (𝑣1, 𝑣2, 𝑣3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ vectores de ℝ3, es el vector dado por �⃗� × 𝑣 = | 𝑖 𝑗 𝑘 𝑢1 𝑢2 𝑢3 𝑣1 𝑣2 𝑣3 | = 𝑖. | 𝑢2 𝑢3 𝑣2 𝑣3 | − 𝑗 | 𝑢1 𝑢3 𝑣1 𝑣3 | + 𝑘 | 𝑢1 𝑢2 𝑣1 𝑣2 |. Observación �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, 𝑢3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ se puede escribir como �⃗� = 𝑢1𝑖 + 𝑢2𝑗 + 𝑢3𝑘 7. El Angulo formado por los vectores �⃗� y 𝑣 esta dado por 𝜃° = cos−1 ( �⃗⃗� .�⃗� ‖�⃗⃗� ‖.‖�⃗� ‖ ) Ejemplos: Sean �⃗� = (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗, 𝑣 = (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ y �⃗⃗� = (4,−4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ . Calcular: a) �⃗� + 𝑣 b) 𝑣 − �⃗⃗� c) 2. �⃗� − 3. �⃗⃗� d) ‖5�⃗⃗� − 3�⃗� + 2𝑣 ‖ e) (5𝑣 − 4�⃗⃗� + �⃗� ). (4�⃗� × 3𝑣 ) f) ∡(�⃗� 𝑦 𝑣 ) Solución: a) �⃗� + 𝑣 = (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ + (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (3 + (−2), 4 + 6, 5 + 3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (1,10,8)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ b) 𝑣 − �⃗⃗� = (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ − (4, −4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (−2 − 4,6 − (−4), 3 − 5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−6,10,−2)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ c) 2. �⃗� − 3. �⃗⃗� 2. �⃗� = 2. (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (2.3,2.4,2.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (6,8,10)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 3. �⃗⃗� = 3. (4, −4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (3.4,3. (−4), 3.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (12,−12,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ 2. �⃗� − 3. �⃗⃗� = (6,8,10)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ − (12,−12,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (6 − 12,8 − (−12), 10 − 15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (−6,20,−5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ d) ‖5.𝑤⃗⃗⃗⃗ − 3. �⃗� + 2. 𝑣 ‖ 5.𝑤⃗⃗⃗⃗ = 5. (4, −4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (5.4,5. (−4), 5.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (20,−20,25)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ 3. �⃗� = 3. (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (3.3,3.4,3.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (9,12,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ 2. 𝑣 = 2. (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (2. (−2), 2.6,2.3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−4,12,6)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 5. 𝑤⃗⃗⃗⃗ − 3. �⃗� + 2. 𝑣 = (20,−20,25)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ − (9,12,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ + (−4,12,6)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (20 − 9 + (−4),−20 − 12 + 12,25 − 15 + 6)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ == (7,−20,16)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ‖5.𝑤⃗⃗⃗⃗ − 3. �⃗� + 2. 𝑣 ‖ = √(7)2 + (−20)2 + (16)2 = √49 + 400 + 256 = √705 e) (5𝑣 − 4�⃗⃗� + �⃗� ). (4�⃗� × 3𝑣 ) 5. 𝑣 = 5. (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (5. (−2), 5.6,5.3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−10,30,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 4.𝑤⃗⃗⃗⃗ = 4. (4, −4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (4.4,4. (−4), 4.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (16,−16,20)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ 5𝑣 − 4�⃗⃗� + �⃗� = (−10,30,15)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ − (16,−16,20)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ + (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−10 − 16 + 3,30 − (−16) + 4,15 − 20 + 5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ = (−23,50,0)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ 4. �⃗� = 4. (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (4.3,4.4,4.5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (12,16,20)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 3. 𝑣 = 3. (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (3. (−2), 3.6,3.3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−6,18,9)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ 4�⃗� × 3𝑣 = | 𝑖 𝑗 𝑘 12 16 20 −6 18 9 | = 144𝑖 − 120𝑗 + 216𝑘 − 360𝑖 − 108𝑗 − (−96)𝑘 = −216𝑖 − 228𝑗 + 312𝑘 4�⃗� × 3𝑣 = (−216,−228,312)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ (5𝑣 − 4�⃗⃗� + �⃗� ). (4�⃗� × 3𝑣 ) = (−23,50,0)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗. (−216, −228,312)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−23). (−216) + 50. (−228) + 0.312 = 4968 − 11400 = −6432 f) ∡(�⃗�𝑦 𝑣 ) �⃗� . 𝑣 = (3,4,5)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗. (−2,6,3)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = 3. (−2) + 4.6 + 5.3 = −6 + 24 + 15 = 33 ‖�⃗� ‖ = √32 + 42 + 52 = √9 + 16 + 25 = √50 ‖𝑣 ‖ = √(−2)2 + 62 + 32 = √4 + 36 + 9 = √49 = 7 𝜃° = cos−1 ( �⃗� . 𝑣 ‖�⃗� ‖. ‖𝑣 ‖ ) = cos−1 ( 33 √50. 7 ) = 48,187° Ejemplo: sean �⃗� = (3,4)⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ , 𝑣 = (2, ∝)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗. Calcular el valor de ∝ tal que �⃗� y 𝑣 formen un ángulo de 30° Solución: �⃗� . 𝑣 = (3,4)⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ . (2, ∝)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = 3.2 + 4. ∝= 6 + 4 ∝ ‖�⃗� ‖ = √32 + 42 = √9 + 16 = √25 = 5 ‖𝑣 ‖ = √(−2)2 +∝2= √4 +∝2 30° = cos−1 ( �⃗� . 𝑣 ‖�⃗� ‖. ‖𝑣 ‖ ) ⇔ cos(30°) = 6 + 4 ∝ 5. √4 +∝2 ⇔ √3 2 = 6 + 4 ∝ 5. √4 +∝2 ⇔ √3. (5. √4 +∝2) = 2. (6 + 4 ∝) ⇔ [√3. (5. √4 +∝2)] 2 = [2. (6 + 4 ∝)]2 ⇔ [√3] 2 . 52. [√4 +∝2] 2 = 22. [(6 + 4 ∝)]2 ⇔ 3.25. (4 +∝2) = 4. (36 + 48 ∝ +16 ∝2) ⇔ 300 + 75 ∝2= 144 + 192 ∝ +64 ∝2 ⇔ 300 + 75 ∝2− 144 − 192 ∝ −64 ∝2= 0 ⇔ 11 ∝2− 192 ∝ +156 = 0 ⇒ { ∝1= 0,854 ∝2= 16,600 Los valores que ∝ puede tomar para que �⃗� y 𝑣 formen un ángulo de 30° son { ∝1= 0,854 ∝2= 16,600 Propiedades de las operaciones con vectores. Definición: Sean �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ y 𝑣 = (𝑣1, 𝑣2, … , 𝑣𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ vectores de ℝ 𝑛 y sea ∝ 𝜖ℝ un escalar. Entonces 1. �⃗� + 𝑣 = 𝑣 + �⃗� 2. �⃗� + (𝑣 + �⃗⃗� ) = (�⃗� + 𝑣 ) + �⃗⃗� 3. Existe el vector Nulo en ℝ𝑛, ⊘= (0,0, … ,0), Tal que �⃗� +⊘=⊘ +�⃗� = �⃗� , para todo �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ∈ ℝ 𝑛 4. Para cada vector �⃗� = (𝑢1, 𝑢2, … , 𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ∈ ℝ 𝑛, existe un vector −𝑢⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ = (−𝑢1, −𝑢2, … , −𝑢𝑛)⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ∈ ℝ𝑛, tal que �⃗� + (−𝑢)⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ =⊘ 5. ∝. (�⃗� + 𝑣 ) =∝. �⃗� +∝ 𝑣 6. (�⃗� + 𝛽). �⃗� =∝. �⃗� + 𝛽. �⃗� 7. (∝. 𝛽)�⃗� =∝. (𝛽. �⃗� ) = 𝛽. (∝. �⃗� ) 8. 1. �⃗� = �⃗� 9. �⃗� . �⃗� ≥ 0; �⃗� . �⃗� = 0 𝑠𝑖 𝑦 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝑠𝑖 �⃗� =⊘ 10. �⃗� . 𝑣 = 𝑣 . �⃗� 11. (�⃗� + 𝑣 ). �⃗⃗� = �⃗� . �⃗⃗� + 𝑣 . �⃗⃗� 12. (∝. �⃗� ). 𝑣 = �⃗� . (∝. 𝑣 ) =∝. (�⃗� . 𝑣 ) 13. Desigualdad de Cauchy-Schwarz: |�⃗� . 𝑣 | ≤ ‖�⃗� ‖. ‖𝑣 ‖ 14. Desigualdad Triangular: ‖�⃗� + 𝑣 ‖ ≤ ‖�⃗� ‖ + ‖𝑣 ‖ 15. �⃗� × 𝑣 = −𝑣 × �⃗� 16. �⃗� × (𝑣 + �⃗⃗� ) = �⃗� × 𝑣 + �⃗� × �⃗⃗� 17. (�⃗� + 𝑣 ) × �⃗⃗� = �⃗� × �⃗⃗� + 𝑣 × �⃗⃗� 18. ∝. (�⃗� × 𝑣 ) = (∝. �⃗� ) × 𝑣 = �⃗� × (∝. 𝑣 ) 19. �⃗� × �⃗� = 0 20. �⃗� × 𝑣 ⊥ �⃗� 𝑦 �⃗� × 𝑣 ⊥ 𝑣
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