¡Bienvenido a los emocionantes ejercicios de vectores y producto escalar! Los vectores son herramientas fundamentales en el campo de las matemáticas y la física, utilizados para representar magnitudes direccionales en el plano y el espacio. Son especialmente útiles cuando queremos describir movimientos, fuerzas, velocidades y muchas otras cantidades físicas.

En estos ejercicios, explorarás la manipulación de vectores y aprenderás a realizar operaciones clave, como la suma y resta de vectores. También te adentrarás en el emocionante mundo del producto escalar, una operación que combina magnitudes y direcciones de dos vectores para obtener un valor numérico.

A través de desafiantes problemas prácticos, pondrás a prueba tus habilidades y descubrirás cómo estas herramientas matemáticas son aplicables en diversas disciplinas, como ingeniería, física, informática, gráficos computacionales y más. Así que prepárate para desarrollar tus destrezas en manipulación vectorial y potenciar tu capacidad para resolver problemas complejos.

Resuelve los siguientes problemas

1

Hallar el simétrico del punto respecto de

Solución

1 Calculamos el punto simétrico , para lo cual se emplea

 

 

2 Igualamos las coordenadas y despejamos las variables

 

Para la primera coordenada

 

 

Para la segunda coordenada

 

 

3 El simétrico tiene coordenadas

 

2

Dados dos vértices de un triángulo y el baricentro , calcular el tercer vértice.

Solución

1 La fórmula para el baricentro de un triángulo con vértices es

 

 

2 Calculamos el baricentro con el tercer vértice para lo cual sustituimos en la fórmula anterior

 

 

3 Igualamos las coordenadas y resolvemos para las variables

 

Para la primera coordenada

 

 

Para la segunda coordenada

 

 

4 El tercer vértice es

 

3

Dados los puntos y halla un punto , alineado con y , de manera que se obtenga

Solución

1 Como  , sustituimos los valores de y y obtenemos

 

 

2 Igualamos las coordenadas y resolvemos para las variables

 

Para la primera coordenada

 

 

Para la segunda coordenada

 

 

3 El punto buscado es

4

Calcula las coordenadas de para que el cuadrilátero de vértices: y sea un paralelogramo.

Solución

1 Para encontrar las coordenadas utlizamos el hecho de que al ser los lados opuestos del paralelogramo iguales, entonces sus vectores también lo son

 

 

2 Sustituimos los datos y obtenemos

 

 

3 Igualamos las coordenadas y resolvemos para las variables

 

Para la primera coordenada

 

 

Para la segunda coordenada

 

 

4 El vértice buscado es

5

Si forman una base ortonormal, calcular:

a

 

b

 

c

 

d

Solución

1 Como son ortonormales, entonces son perpendiculares entre si, por lo que forman un ángulo de y su magnitud es 1, esto es,

 

2 Para encontrar los productos solicitados utilizamos la fórmula

 

 

con igual al ángulo entre y

 

3 Encontramos los productos solicitados sutituyendo en la fórmula y empleando el valor adecuado de si es el vector es el mismo y si son distintos

 

a

 

b

 

c

 

d

6

Dados los vectores , calcula para que los vectores sean:

a Perpendiculares.

 

b Paralelos.

 

c Formen un ángulo de .

Solución

a Perpendiculares: Dos vectores son perpendiculares si su producto es cero

 

Realizamos el producto y despejamos la variable

 

 

b Paralelos: Dos vectores son paralelos si sus componentes son proporcionales, esto es,

 

 

Realizamos la igualdad de proporciones y despejamos la variable

 

 

c Formen un ángulo de : Sustituimos los valores en la fórmula del producto de vectores

 

 

con

 

 

Elevamos ambos lados al cuadrado y simplificamos

 

 

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

 

Las raíces de la ecuación cuadrática son , pero solamente satisface la ecuación sin los cuadrados, de allí que este sea el valor de buscado.

7

Calcular el valor de sabiendo que y

Solución

1Calculamos el producto de vectores

 

 

2Igualamos el resultado a y resolvemos para

 

8

Suponiendo que respecto de la base ortonormal del plano. Calcular el valor para que los vectores y sean ortogonales.

Solución

1Como la base es ortonormal se tiene que

 

 

2Calculamos el producto punto de y

 

 

3Dos vectores son ortogonales si su producto punto es cero. Sustituimos y depejamos

 

9

Calcula la proyección del vector sobre el vector .

Solución

1La fórmula de la proyección del vector sobre el vector viene dada por

 

 

2Calculamos el producto de los vectores

 

 

3Calculamos la magnitud del vector

 

 

4Sustituimos los datos en la fórmula de la proyección

 

10

Hallar un vector unitario de la misma dirección del vector

Solución

1La fórmula de un vector unitario viene dada por

 

 

2Calculamos la magnitud del vector

 

 

3Sustituimos en la fórmula de vector unitario

 

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Marta

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