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Vamos

Fórmula del ángulo entre dos vectores

El ángulo que forman dos vectores y viene dado por la expresión:

La expresión en función de sus coordenadas es

Ejemplo: Hallar el ángulo comprendido entre los vectores y

1Para emplear la fórmula que permite encontrar el ángulo comprendido entre dos vectores, primero calculamos el producto de los dos vectores

2Calculamos la magnitud del primer vector

3Calculamos la magnitud del segundo vector

4Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

5El valor que satisface la igualdad anterior es

Ejercicios propuestos

1

Calcular el producto escalar y el ángulo que forman los vectores .

Solución

1Para emplear la fórmula que permite encontrar el ángulo comprendido entre dos vectores, primero calculamos el producto de los dos vectores

 

 

2Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

3Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

4Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

 

 

5El valor que satisface la igualdad anterior es

2

Calcular el producto escalar y el ángulo que forman los vectores .

Solución

1Para emplear la fórmula que permite encontrar el ángulo comprendido entre dos vectores, primero calculamos el producto de los dos vectores

 

 

2Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

3Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

4Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

 

 

5El valor que satisface la igualdad anterior es

3

Calcular el producto escalar y el ángulo que forman los vectores .

Solución

1Para emplear la fórmula que permite encontrar el ángulo comprendido entre dos vectores, primero calculamos el producto de los dos vectores

 

 

2Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

3Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

4Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

 

 

5El valor que satisface la igualdad anterior es

4

Dados los vectores , calcula para que los vectores y sean perpendiculares.

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3Dos vectores son perpendiculares si el ángulo entre ellos es de ; el coseno de este ángulo es cero

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

Así, el valor buscado es

5

Dados los vectores , calcula para que los vectores y sean paralelos.

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3Dos vectores son paralelos si el ángulo entre ellos es de ; el coseno de este ángulo es uno

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

Así, el valor buscado es

 

Otra forma de resolver el ejercicio es considerar la proporcionalidad de sus componentes

 

6

Dado el vector , calcula para que sea paralelo al eje .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno del vector con el eje que representamos con el vector

 

 

3Dos vectores son paralelos si el ángulo entre ellos es de ; el coseno de este ángulo es uno

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

Así, el valor buscado es

 

Otra forma de resolver el ejercicio es considerar la proporcionalidad de sus componentes

 

7

Dado el vector , calcula para que sea paralelo al eje .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

2Calculamos el producto interno del vector con el eje que representamos con el vector

3Dos vectores son paralelos si el ángulo entre ellos es de ; el coseno de este ángulo es uno

4Calculamos la magnitud del primer vector

5Calculamos la magnitud del segundo vector

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

Así, el valor buscado es

Otra forma de resolver el ejercicio es considerar la proporcionalidad de sus componentes

8

Dados los vectores , calcula para que los vectores y formen un ángulo de .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El ángulo entre lo dos vectores es de ; el coseno de este ángulo es

 

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

7Resolvemos empleando la fórmula para encontrar las raíces de la ecuación de segundo grado

 

Las raíces son , pero solamente es solución de , ya que tuvimos que elevar al cuadrado para obtener las soluciones. Así, el valor buscado es .

9

Hallar si el ángulo que forman y   vale .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El coseno de es cero

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

Así, el valor buscado es

10

Hallar si el ángulo que forman y vale .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El coseno de es uno

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

 

Así, el valor buscado es

11

Hallar si el ángulo que forman y vale .

Solución

1A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El ángulo entre lo dos vectores es de ; el coseno de este ángulo es

 

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

Las raíces son

12

Hallar si el ángulo que forman y el eje vale .

Solución

1Consideramos el eje x con el vector . A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El ángulo entre lo dos vectores es de ; el coseno de este ángulo es

 

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

Las raíces son

13

Hallar si el ángulo que forman y el eje vale .

Solución

1Consideramos el eje y con el vector . A partir de la fórmula del ángulo entre dos vectores, se obtiene

 

 

2Calculamos el producto interno de los vectores

 

 

3El ángulo entre lo dos vectores es de ; el coseno de este ángulo es

 

 

4Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

5Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

6Sustituimos en la fórmula inicial los valores previamente obtenidos y resolvemos para

 

Las raíces son

14

Comprobar que el segmento de une los puntos medios de los lados y del triángulo: , es paralelo al lado e igual a su mitad.

Solución

1Representamos gráficamente

 

segmento paralelo a un lado del triangulo

 

2Calculamos el punto medio del lado

 

 

3Calculamos el punto medio del lado

 

 

4Calculamos el vector

 

 

5Calculamos el vector

 

 

6Calculamos la magnitud del primer vector

 

 

7Calculamos la magnitud del segundo vector

 

 

8Para verificar si los dos vectores son paralelos, verificamos la proporcionalidad de sus componentes

 

 

Como sus componentes son proporcionales, entonces los vectores son paralelos

15

Calcular los ángulos del triángulo de vértices: .

Solución

1Representamos gráficamente

 

Angulos interiores de un triangulo

 

2Calculamos el vector

 

 

3Calculamos el vector

 

 

4Calculamos la magnitud de

 

 

5Calculamos la magnitud de

 

 

6Calculamos el producto interno de ambos vectores

 

 

7Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

 

 

El valor corresondiente al vértice que satisface la igualdad anterior es

 

8Calculamos el vector

 

 

9Calculamos el vector

 

 

10Calculamos la magnitud de

 

 

11Calculamos la magnitud de

 

 

12Calculamos el producto interno de ambos vectores

 

 

13Sustituimos los valores previamente obtenidos, en la fórmula del ángulo entre dos vectores

 

 

El valor corresondiente al vértice que satisface la igualdad anterior es

 

14Como la suma de os ángulos interiores de un triángulo es , entonces el ángulo correspondiente al vértice es

 

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗