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ESPACIO VECTORIAL EN ℛ𝟑 PRODUCTO VECTORIAL ¿Cuál es la utilidad del Producto Vectorial? Los vectores se caracterizan por tener magnitud, dirección y sentido en la vida cotidiana se utilizan mucho para saber donde te encuentras, e incluso para el diseño de superficies estructurales no comunes. La aplicaciones de los vectores en la actividad de uso diario son muy variados ya que vivimos en un mundo tridimensional, es decir, que al hacer uso de los vectores( flechas dirigidas que poseen magnitud), podemos explicar mucho más fácil, problemas que tiene que ver con velocidades, desplazamientos, fuerzas y aceleraciones. ESPACIO VECTORIAL EN 𝑅𝟑 LOGRO DE SESIÓN Al finalizar la sesión, el estudiante aplica los conceptos de producto vectorial y triple producto escalar y vectorial. Datos/Observaciones PRODUCTO VECTORIAL PRODUCTO MIXTO ESPACIO VECTORIAL EN 𝓡𝟑 1 PROYECCIÓN ORTOGONAL DE UN VECTOR Sean Ԧ𝑎 y 𝑏 dos vectores, donde 𝑏 ≠ 0 se define la proyección ortogonal del vectorde Ԧ𝑎 sobre el vector 𝑏. ESPACIO VECTORIAL EN 𝑅𝟑 𝑏 2 COMPONENTE DE UNA PROYECCIÓN ORTOGONAL Se denomina componente a la longitud del vector proyección y cuyo signo indica el sentido de dicha proyección, en valor absoluto es lo mismo que decir módulo del vector proyección: Ԧ𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑦 𝑏 𝑎 ESPACIO VECTORIAL EN 𝑅𝟑 ESPACIO VECTORIAL EN 𝑅𝟑 Dados los vectores Ԧ𝑎 = −3, 4, 1 ; 𝑏 = 3,−1, 0 donde Ԧ𝑎 se proyecta en 𝑏. Determine: 𝑃𝑟𝑜𝑦3𝑏 Ԧ𝑎 ; 𝐶𝑜𝑚𝑝3𝑏 Ԧ𝑎 ; 𝑃𝑟𝑜𝑦3𝑏 Ԧ𝑎 Ejemplo. SOLUCIÓN: 𝑃𝑟𝑜𝑦3𝑏 Ԧ𝑎 = 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑏 Ԧ𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑏 Ԧ𝑎 = −3, 4, 1 ∙ 3, −1, 0 9 + 1 + 0 2 ∙ 3, −1, 0 = −9 − 4 10 ∙ 3,−1, 0 = − 13 10 ∙ 3, −1, 0 = − 39 10 , 13 10 , 0 𝐶𝑜𝑚𝑝3𝑏 Ԧ𝑎 = 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑏 Ԧ𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑏 Ԧ𝑎 = −3, 4, 1 ∙ 3, −1, 0 9 + 1 + 0 = −9 − 4 10 = − 13 10 𝑃𝑟𝑜𝑦3𝑏 Ԧ𝑎 = 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑏 Ԧ𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑏 Ԧ𝑎 = − 39 10 , 13 10 , 0 = − 39 10 2 + 13 10 2 = 1690 100 = − 13 10 10 = 13 10 10 Dados los vectores Ԧ𝑎 = 𝑎1, 𝑎2, 𝑎3 ; 𝑏 = 𝑏1, 𝑏2, 𝑏3 , el producto vectorial o producto cruz se define como: 3 PRODUCTO VECTORIAL O PRODUCTO CRUZ que por medio de método de las sub determinantes obtenemos: PRODUCTO VECTORIAL PRODUCTO VECTORIAL PROPIEDADES DEL PRODUCTO VECTORIAL Dados los vectores Ԧ𝑎 = 𝑖 + 2𝑗 + 3𝑘 y 𝑏 = 4𝑖 + 5𝑗 + 6𝑘. Halle el producto vectorial de Ԧ𝑎 × 𝑏. Ejemplo. SOLUCIÓN: PRODUCTO VECTORIAL Ԧ𝑎 = 1, , 2, 3 ; 𝑏 = 4, 5, 6 ⟹ Ԧ𝑎 × 𝑏 = 𝑖 𝑗 𝑘 1 2 3 4 5 6 = 𝑖 2 3 5 6 − 𝑗 1 3 4 6 + 𝑘 1 2 4 5 = 𝑖 −3 − 𝑗 −6 + 𝑘 −3 + − + = −3𝑖 + 6𝑗 − 3𝑘 = −3, 6, −3 El producto vectorial me da como resultado un vector 4 TRIPLE PRODUCTO VECTORIAL PRODUCTO VECTORIAL 5 TRIPLE PRODUCTO ESCALAR PRODUCTO VECTORIAL Calcular el triple producto escalar de Ԧ𝐴 = 2,−1, 3 ; 𝐵 = 0, 2, −5 ; Ԧ𝐶 = 1,−1, 2 Ejemplo. SOLUCIÓN: RPTA: Ԧ𝐴, 𝐵, Ԧ𝐶 = −3 2 −1 3 0 2 −5 1 −1 2 = 2 4 − 5 + 5 − 6 = −2 − 1 + − + = −3 = 2 −1 + −1 Ԧ𝐴, 𝐵, Ԧ𝐶 =Yo sé hallar la determinante EJERCICIOS EXPLICATIVOS 1. Dados Ԧ𝐴 = 1, 1, 2 ; 𝐵 = −1, 2, 3 . Determine el valor de Ԧ𝐴 × 𝐵 × Ԧ𝐴 + 𝐵 SOLUCIÓN: RPTA: PRODUCTO VECTORIAL −34, 5, −3 Ԧ𝐴 × 𝐵 = 𝑖 𝑗 𝑘 1 1 2 −1 2 3 + − + Ԧ𝐴 + 𝐵 = 0, 3, 5 Ԧ𝐴 × 𝐵 × Ԧ𝐴 + 𝐵 = 𝑖 𝑗 𝑘 −1 −5 3 0 3 5 = −34, 5, −3 + − + = −1,−5, 3 EJERCICIOS EXPLICATIVOS 2. Sean los vectores Ԧ𝑎 y 𝑏 perpendiculares entre si. Si Ԧ𝑎 = 3 y 𝑏 = 4. Determine el valor del módulo de: Ԧ𝑎 + 𝑏 × Ԧ𝑎 − 𝑏 SOLUCIÓN: PRODUCTO VECTORIAL Ԧ𝑎 + 𝑏 × Ԧ𝑎 − 𝑏 = 24RPTA: Ԧ𝑎 × Ԧ𝑎 − Ԧ𝑎 × 𝑏 + 𝑏 × Ԧ𝑎 − 𝑏 × 𝑏Ԧ𝑎 + 𝑏 × Ԧ𝑎 − 𝑏 = = Ԧ𝑎 × Ԧ𝑎 + 𝑏 × Ԧ𝑎 + 𝑏 × Ԧ𝑎 − 𝑏 × 𝑏 = 2𝑏 × Ԧ𝑎 = 2𝑏 × Ԧ𝑎 Ԧ𝑎 × 𝑏 = Ԧ𝑎 𝑏 𝑆𝑒𝑛 𝜃 Ԧ𝑎 × 𝑏 = (3) 4 𝑆𝑒𝑛 90° Ԧ𝑎 × 𝑏 = 12 1 Ԧ𝑎 × 𝑏 = 12 LISTO PARA MIS EJERCICIOS RETOS Experiencia Grupal Desarrollar los ejercicios en equipos Equipos de 5 estudiantes Tiempo : 20 min EJERCICIOS RETOS 1. Encuentre la proyección ortogonal de Ԧ𝑎 sobre Ԧ𝑎 − 𝑏 si: Ԧ𝑎 = (2,1, −1), 𝑏 = (−1,0,1). 2. Sean los vectores Ԧ𝐴 = 3Ԧ𝑖 + 5Ԧ𝑗 + 𝑘 y 𝐵 = −5Ԧ𝑖 + 2Ԧ𝑗 − 2𝑘. El resultado de Ԧ𝐴. ( Ԧ𝐴 × 𝐵) es: 3. Sean los vectores 𝑉1 = 3Ԧ𝑖 − 2Ԧ𝑗 + 4𝑘 y 𝑉2 = 3Ԧ𝑖 + 3Ԧ𝑗 − 2𝑘. Determine la proyección vectorial de 𝑉1 sobre 𝑉2 y calcular la componente de 𝑉1 perpendicular a 𝑉2. 4. Sean los vectores Ԧ𝐴 = 𝐴𝑥Ԧ𝑖 − 5Ԧ𝑗 + 2𝑘 y 𝐵 = −3Ԧ𝑖 + 2Ԧ𝑗 − 𝐵𝑧𝑘 . Calcule los valores de 𝐴𝑥 y 𝐵𝑧 para los cuales Ԧ𝐴 × 𝐵 es paralelo a: a) al eje 𝑥 b) al eje 𝑦. 5. Sean 𝑢 y 𝑣 vectores no nulos, diferentes tales que 𝑤1 = 𝑢 + 𝑣, 𝑤2 = 𝑢 − 𝑣, 𝑤3 = 1 2 (𝑢 + 𝑣). Hallar 𝑤1. 𝑤2 × 𝑤3 Espacio de Preguntas Tiempo : 10 min Pregunta a través del chat o levantando la mano en el Zoom. Comparte tus dudas de la sesión o de los ejercicios y problemas que acaban de trabajar en los grupos. Si no tienes preguntas el profesor realizará algunas Datos/Observaciones Conclusiones 1. Si dos vectores son paralelos entonces su producto vectorial en igual al vector nulo. 2. Si tres vectores son coplanares entonces su triple producto escalar es cero. 3. La componente es el módulo del vector proyección 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑏 Ԧ𝑎 ⇒ 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑏 Ԧ𝑎 Datos/Observaciones Producto Vectorial 𝑅3 Datos/Observaciones FINALMENTE Excelente tu participación Siempre hay un nuevo reto para mantenerme motivado. UTP Ésta sesión quedará grabada para tus consultas. PARA TI 1. Realiza los ejercicios propuestos de ésta sesión y práctica con la tarea . 2. Consulta en el FORO tus dudas.
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