Vectores: Producto escalar (1ºBach)
De Wikipedia
Revisión de 09:18 8 oct 2016 Coordinador (Discusión | contribuciones) (→Vector ortogonal a otro) ← Ir a diferencia anterior |
Revisión de 09:19 8 oct 2016 Coordinador (Discusión | contribuciones) (→Producto escalar de vectores (enfoque alternativo)) Ir a siguiente diferencia → |
||
Línea 281: | Línea 281: | ||
|duracion=8´12" | |duracion=8´12" | ||
|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/1-bachillerato/matematicas-de-primero-de-bachillerato/08-vectores-en-el-plano/10-producto-escalar-de-vectores#.VC2R6Ra7ZV8 | |url1=http://matematicasbachiller.com/videos/1-bachillerato/matematicas-de-primero-de-bachillerato/08-vectores-en-el-plano/10-producto-escalar-de-vectores#.VC2R6Ra7ZV8 | ||
- | |sinopsis=Videotutorial | + | |sinopsis= |
+ | *El "producto escalar" de los vectores u = (u1;u2) y v = (v1;v2) es el número real u1.v1 + u2.v2. Se denota u·v. | ||
+ | *Dos vectores se dicen "ortogonales" si su producto escalar es 0. | ||
+ | *Dos vectores se dicen "ortonormales" si son ortogonales y tienen módulo 1. | ||
+ | *Al final del vídeo está la letanía que debes recitar a modo de mantra cuando aterrices en la Universidad. | ||
}} | }} | ||
{{p}} | {{p}} |
Revisión de 09:19 8 oct 2016
Enlaces internos | Para repasar o ampliar | Enlaces externos |
Indice Descartes Manual Casio | Act. Interactivas | WIRIS Geogebra Calculadoras |
Tabla de contenidos |
Producto escalar de vectores
Se llama producto escalar de dos vectores y , al número real que se obtiene multiplicando los módulos de ambos vectores por el coseno del ángulo que forman:
Propiedades del producto escalar
Propiedad fundamental del producto escalar
Propiedades (1)
- Si ó entonces .
- se cumple que
- La primera propiedad es inmediata.
- Para la segunda propiedad, si ambos vectores no son nulos, entonces, para que el producto escalar sea cero, debe ser cero el coseno del ángulo que forman, y esto ocurre sólo si el ángulo es de 90º.
Signo del producto escalar
Propiedades (2)
El signo del producto escalar queda determinado por el ángulo que forman los vectores:
- si es agudo.
- si es obtuso.
Esta propiedad es inmediata, ya que el coseno de un ángulo es positivo, si éste es agudo, y negativo, si es obtuso.
Operaciones con el producto escalar
Propiedades (3)
- Conmutativa: .
- Asociativa: .
- Distributiva: .
- Propiedad conmutativa:
- Propiedad asociativa:
- (Recuerda que ángulos suplementarios tienen cosenos opuestos).
- Así tenemos una de las igualdades: . La otra igualdad se obtendría de forma similar.
- Propiedad distributiva:
- Obteniendo la igualdad buscada.
Proyección de vectores y producto escalar
Llamaremos proyección del vector sobre el vector , al número siendo . Observa que la proyección es un número positivo o negativo según lo sea . |
El producto escalar con bases ortonormales
Expresión analítica del producto escalar en bases ortonormales
Proposición (6)
Sea una base ortonormal, entonces
En efecto, al ser los vectores de la base unitarios y perpendiculares, tenemos:
Proposición (7)
Si las coordenadas de los vectores y , respecto de una base otonormal son y , entonces:
En efecto, al ser los vectores de la base unitarios y perpendiculares, tenemos:
Actividad interactiva: Producto escalar de dos vectores Actividad 1: En esta escena podrás calcular el producto escalar de dos vectores y ver una interpretación geométrica del mismo. Actividad: Observa la figura y describe las dos maneras diferentes de obtener el producto escalar : Visualiza los siguientes pares de vectores y observa el valor del correspondiente producto escalar: Razona tus respuestas:
Pulsa el botón "Actualizar" para recuperar la figura inicial, desliza el punto verde y observa.
|
Módulo de un vector en una base ortonormal
Proposición (8)
El módulo de un vector , respecto de una base otonormal, es
Si respecto de una base otonormal, entonces:
Por otro lado:
Igualando ambos resultados tenemos lo que buscamos.Módulo de un vector. Ejemplos. Vectores unitarios.
Ángulo de dos vectores en una base ortonormal
Proposición (9)
Dados dos vectores, y , respecto de una base otonormal, se cumple que
Si y , respecto de una base otonormal, entonces:
Por otro lado:
Sustituyendo en esta última expresión las anteriores, tenemos lo que buscamos.Dados los vectores y , respecto de una base otonormal, vamos a calcular el ángulo que forman:
Vector ortogonal a otro
Proposición (10)
Los vectores de coordenadas y , respecto de una base ortonormal, son ortogonales.
Por la propiedad fundamental, sabemos que:
Por otro lado, como las base es ortonormal, la expresión analítica del producto escalar es
De manera que el producto escalar vale cero y, por tanto, los vectores son ortogonales.- Calcula el valor de para que el vector sea ortogonal a (respecto de una base otonormal):
- Para que sean ortogonales, su producto escalar debe ser cero:
Producto escalar de vectores (enfoque alternativo)
En estos videotutoriales se va partir de la proposición (7) como definición de producto escalar y se va a deducir como resultado la definición de la que hemos partido al comienzo de este capítulo.
- El "producto escalar" de los vectores u = (u1;u2) y v = (v1;v2) es el número real u1.v1 + u2.v2. Se denota u·v.
- Dos vectores se dicen "ortogonales" si su producto escalar es 0.
- Dos vectores se dicen "ortonormales" si son ortogonales y tienen módulo 1.
- Al final del vídeo está la letanía que debes recitar a modo de mantra cuando aterrices en la Universidad.
Videotutorial
Videotutorial
Videotutorial
Videotutorial
Videotutorial