Sejam u = (1;-2; 0) e v = (2; 0; 1) vetores do IR3.
(a) Determine a projecao ortogonal de u sobre v (Projvu)
(b) Calcule a distancia entre os vetores u e v.
(c) Determine S o subespaco vetorial do IR3 gerado por u e v.
(d) Determine uma base ortogonal para S
(e) Faca um esboco do subespaco S.
A) Projeção Orogonal é dada pela Formula.( u.v / ||v||² ) x v ( U interno V sobre norma de v ao quadrado, isso tudo vezes v.
Foram utilizados conhecimentos em álgebra linear e geometria analítica para resolver essa questão.
(a) Primeiramente, precisamos resolver a seguinte equação:
Substituindo os vetores u e v temos:
Resolvemos o produto escalar e o módulo do vetor
Solucionamos os termos do parênteses, e ficamos com
Daí, a projeção do vetor u sobre o vetor v é dada por
(b) Podemos calcular a distância entre os dois vetores através da fórmula, e sabendo que a distância entre vetores é igual a norma do vetor diferença
Daí, temos que a distância será dada por
Portanto, podemos inferir que a distância entre os vetores é de .
(c) Seja w um vetor do subespaço gerado por u e v, temos que
Resolvendo a igualdade, chegamos ao seguinte sistema de equações lineares
Desenvolvendo o sistema chegamos á seguinte solução:
Daí, o subespaço vetorial gerado pelos dois vetores é :
(d) Para calcular uma base ortogonal para S, é necessário que a mesma gere todos os elementos do subespaço e os vetores sejam linearmente independente. Como os vetores u e v são linearmente dependentes, eles não podem representar uma base deste subespaço.
Desta forma, podemos dizer que uma base para este subespaço são dois vetores perpendiculares que são gerados neste subespaço.
Os vetores deste subespaço são do tipo , fazendo , e , geraremos dois vetores
Agora devemos verificar se estes vetores são linearmente independentes, ou seja, produto escalar igual a zero.
Daí, uma base possível para o subespaço é .
(e) O esboço do subespaço gerado é :
Álgebra Linear, L.Boldrini, José Luis, 2010
Foram utilizados conhecimentos em álgebra linear e geometria analítica para resolver essa questão.
(a) Primeiramente, precisamos resolver a seguinte equação:
Substituindo os vetores u e v temos:
Resolvemos o produto escalar e o módulo do vetor
Solucionamos os termos do parênteses, e ficamos com
Daí, a projeção do vetor u sobre o vetor v é dada por
(b) Podemos calcular a distância entre os dois vetores através da fórmula, e sabendo que a distância entre vetores é igual a norma do vetor diferença
Daí, temos que a distância será dada por
Portanto, podemos inferir que a distância entre os vetores é de .
(c) Seja w um vetor do subespaço gerado por u e v, temos que
Resolvendo a igualdade, chegamos ao seguinte sistema de equações lineares
Desenvolvendo o sistema chegamos à seguinte solução:
Daí, o subespaço vetorial gerado pelos dois vetores é :
(d) Para calcular uma base ortogonal para S, é necessário que a mesma gere todos os elementos do subespaço e os vetores sejam linearmente independente. Como os vetores u e v são linearmente dependentes, eles não podem representar uma base deste subespaço.
Desta forma, podemos dizer que uma base para este subespaço são dois vetores perpendiculares que são gerados neste subespaço.
Os vetores deste subespaço são do tipo , fazendo , e , geraremos dois vetores
Agora devemos verificar se estes vetores são linearmente independentes, ou seja, produto escalar igual a zero.
Daí, uma base possível para o subespaço é .
(e) O esboço do subespaço gerado é :
Álgebra Linear, L.Boldrini, José Luis, 2010
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