w= v - [(<u,v>/<u,u>) u]
w e u são perpendiculares se e somente se <w,u> = 0.
Multiplicando escalarmente por u dos dois lados,
<u,w> = <w,u> = <u,v> - [(<u,v>/<u,u>) <u,u>] = <u,v> - <u,v> = 0.
Vamos mostrar que os vetores $\vec u$ e $\vec w$ são perpendiculares, sabendo que:
$$\vec w=\vec v-\dfrac{\left<\vec u,\vec v\right>}{\left<\vec u,\vec u\right>}\vec u$$
Para demonstrar o que se pede, vamos calcular o produto escalar entre os dois vetores, lembrando que vetores perpendiculares implicam em produto escalar nulo:
$$\left<\vec w,\vec u\right>=\left<\vec v-\dfrac{\left<\vec u,\vec v\right>}{\left<\vec u,\vec u\right>}\vec u,\vec u\right>=\left<\vec v,\vec u\right>-\left<\dfrac{\left<\vec u,\vec v\right>}{\left<\vec u,\vec u\right>}\vec u,\vec u\right>=\left<\vec v,\vec u\right>-\dfrac{\left<\vec u,\vec v\right>}{\left<\vec u,\vec u\right>}\left<\vec u,\vec u\right>$$
Além de simplificarmos a fração, lembre-se que o produto escalar é comutativo, isto é, $\left<\vec u,\vec v\right>=\left<\vec v,\vec u\right>$, então:
$$\left<\vec w,\vec u\right>=\left<\vec v,\vec u\right>-\left<\vec v,\vec u\right>=0$$
Logo $\vec u$ e $\vec w$ são perpendiculares:
$$\boxed{\left<\vec w,\vec u\right>=0}$$
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Geometria Analítica e Álgebra Linear
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