Vectores en el plano
Un dron de reparto sale de un punto del Malecón 2000 de Guayaquil y aterriza en otro. A quien lo pilota no le alcanza con saber dónde empieza y dónde termina: necesita saber cuánto se desplazó hacia el este, cuánto hacia el norte y cuál fue la distancia en línea recta. Toda esa información la guarda un objeto matemático: el vector.
El vector como desplazamiento
Dos vectores con las mismas componentes son el mismo vector, aunque estén dibujados en lugares distintos del plano: representan el mismo desplazamiento.
Dados los puntos $A(2, -1)$ y $B(5, 3)$, calcula las componentes del vector $\vec{AB}$ y su módulo.
Dados los puntos $A(2, -1)$ y $B(5, 3)$, calcula las componentes del vector $\vec{AB}$ y su módulo.
Observa los vectores $\vec{u}$ y $\vec{v}$ representados en la cuadrícula. Escribe sus componentes y calcula analíticamente las coordenadas del vector suma…
Observa los vectores $\vec{u}$ y $\vec{v}$ representados en la cuadrícula. Escribe sus componentes y calcula analíticamente las coordenadas del vector suma $\vec{s} = \vec{u} + \vec{v}$.
Módulo de un vector
Halla los posibles valores de $x$ para que el vector $\vec{v} = (x, -8)$ tenga un módulo exactamente igual a $10$.
Halla los posibles valores de $x$ para que el vector $\vec{v} = (x, -8)$ tenga un módulo exactamente igual a $10$.
Suma, resta y producto por un número
Los vectores se operan componente a componente.
Esto sirve para hallar un vértice faltante. En un paralelogramo $ABCD$ se cumple $\vec{AB} = \vec{DC}$.
Considera los vectores $\vec{u} = (3, -2)$ y $\vec{v} = (-1, 4)$. Calcula las componentes del vector resultante de la operación $\vec{w} = 2\vec{u} - 3\vec{v}$.
Considera los vectores $\vec{u} = (3, -2)$ y $\vec{v} = (-1, 4)$. Calcula las componentes del vector resultante de la operación $\vec{w} = 2\vec{u} - 3\vec{v}$.
Un dron de reparto vuela con una velocidad propia representada por el vector $\vec{v}d = (12, 5)$ km/h. En ese instante, el viento sopla con una velocidad…
Un dron de reparto vuela con una velocidad propia representada por el vector $\vec{v}_d = (12, 5)$ km/h. En ese instante, el viento sopla con una velocidad $\vec{v}_v = (-3, 2)$ km/h. Calcula el vector velocidad real del dron y su rapidez (el módulo del vector resultante).
Para instalar un panel solar con forma de paralelogramo $ABCD$, los técnicos han fijado tres de sus vértices en las coordenadas $A(1, 1)$, $B(5, 2)$ y $C(6, 6)$ (en…
Para instalar un panel solar con forma de paralelogramo $ABCD$, los técnicos han fijado tres de sus vértices en las coordenadas $A(1, 1)$, $B(5, 2)$ y $C(6, 6)$ (en metros). Calcula las coordenadas del cuarto vértice $D$ utilizando operaciones con vectores.
En un experimento de física, se aplican dos fuerzas $\vec{F}1 = (2, -1)$ N y $\vec{F}2 = (-1, 3)$ N. Queremos obtener una fuerza resultante $\vec{R} = (4, 3)$ N…
En un experimento de física, se aplican dos fuerzas $\vec{F}_1 = (2, -1)$ N y $\vec{F}_2 = (-1, 3)$ N. Queremos obtener una fuerza resultante $\vec{R} = (4, 3)$ N combinando las dos primeras mediante un sistema que multiplica su intensidad. Halla los valores de los escalares $a$ y $b$ tales que $\vec{R} = a\vec{F}_1 + b\vec{F}_2$.
Dos remolcadores tiran de un barco averiado situado en el origen de coordenadas. El primer remolcador ejerce una fuerza definida por el vector $\vec{F}1 = (6, 8)$ kN. El…
Dos remolcadores tiran de un barco averiado situado en el origen de coordenadas. El primer remolcador ejerce una fuerza definida por el vector $\vec{F}_1 = (6, 8)$ kN. El segundo remolcador ejerce una fuerza $\vec{F}_2$. Sabiendo que la fuerza resultante $\vec{R} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2$ tiene la dirección del eje X positivo y un módulo de $12$ kN, determina las componentes del vector $\vec{F}_2$ y calcula su módulo.
Punto medio y puntos de división
La misma idea sirve para otras fracciones del segmento: el punto a $\tfrac13$ del camino es $A + \tfrac13\vec{AB}$.
Determina las coordenadas del punto medio $M$ del segmento cuyos extremos son los puntos $P(-4, 7)$ y $Q(2, -3)$.
Determina las coordenadas del punto medio $M$ del segmento cuyos extremos son los puntos $P(-4, 7)$ y $Q(2, -3)$.
El punto $M(1, 2)$ es el punto medio del segmento $AB$. Si conocemos las coordenadas del extremo $A(-3, 5)$, halla las coordenadas del extremo $B$.
El punto $M(1, 2)$ es el punto medio del segmento $AB$. Si conocemos las coordenadas del extremo $A(-3, 5)$, halla las coordenadas del extremo $B$.
Una tubería rectilínea conecta una estación de bombeo $A(-15, 20)$ con un depósito $B(45, -12)$ (coordenadas en metros). Se quiere instalar una válvula de control…
Una tubería rectilínea conecta una estación de bombeo $A(-15, 20)$ con un depósito $B(45, -12)$ (coordenadas en metros). Se quiere instalar una válvula de control exactamente en el punto medio del trayecto. Calcula las coordenadas donde se ubicará la válvula y la longitud total de la tubería.
Una viga de acero cuyos extremos están en las coordenadas $A(-4, 2)$ y $B(8, 14)$ debe cortarse en tres partes idénticas para fabricar soportes. Calcula las coordenadas…
Una viga de acero cuyos extremos están en las coordenadas $A(-4, 2)$ y $B(8, 14)$ debe cortarse en tres partes idénticas para fabricar soportes. Calcula las coordenadas de los dos puntos de corte $P$ y $Q$ que dividen al segmento $AB$ en tres partes de igual longitud.
El baricentro $G$ (centro de gravedad) de un triángulo siempre se encuentra a una distancia de $\frac{2}{3}$ desde cualquier vértice hasta el punto medio del lado…
El baricentro $G$ (centro de gravedad) de un triángulo siempre se encuentra a una distancia de $\frac{2}{3}$ desde cualquier vértice hasta el punto medio del lado opuesto. Si los vértices de una placa triangular metálica son $A(1, 1)$, $B(7, 3)$ y $C(4, 8)$, halla primero el punto medio $M$ del lado $BC$. Luego, usando el vector $\vec{AM}$, calcula las coordenadas exactas del baricentro $G$.
Vectores paralelos y puntos alineados
Tres puntos $P$, $Q$, $R$ están alineados si $\vec{PQ}$ y $\vec{PR}$ son paralelos.
Indica si los vectores $\vec{a} = (6, -9)$ y $\vec{b} = (-2, 3)$ son paralelos (tienen la misma dirección). Justifica tu respuesta matemáticamente.
Indica si los vectores $\vec{a} = (6, -9)$ y $\vec{b} = (-2, 3)$ son paralelos (tienen la misma dirección). Justifica tu respuesta matemáticamente.
En el diseño de un puente, tres pilares deben estar perfectamente alineados. En el plano del arquitecto, las bases de los pilares están situadas en las coordenadas…
En el diseño de un puente, tres pilares deben estar perfectamente alineados. En el plano del arquitecto, las bases de los pilares están situadas en las coordenadas $P(-2, 1)$, $Q(2, 3)$ y $R(8, k)$. Determina el valor de $k$ para que la alineación sea correcta.
Producto escalar y ortogonalidad
Calcula el producto escalar de los vectores $\vec{p} = (4, 5)$ y $\vec{q} = (-2, 3)$. A partir del resultado, indica si son perpendiculares.
Calcula el producto escalar de los vectores $\vec{p} = (4, 5)$ y $\vec{q} = (-2, 3)$. A partir del resultado, indica si son perpendiculares.
En una mesa de billar, una bola es golpeada y sigue la trayectoria del vector $\vec{u} = (4, 3)$. Tras rebotar en la banda, su nueva trayectoria está dada por el vector…
En una mesa de billar, una bola es golpeada y sigue la trayectoria del vector $\vec{u} = (4, 3)$. Tras rebotar en la banda, su nueva trayectoria está dada por el vector $\vec{v} = (-3, k)$. Calcula el valor de $k$ para que la trayectoria de rebote forme un ángulo de $90^\circ$ con la trayectoria de llegada.
Averigua si el triángulo formado por las antenas de telecomunicaciones situadas en las coordenadas $A(1, 2)$, $B(4, 6)$ y $C(9, -1)$ es un triángulo rectángulo. Utiliza…
Averigua si el triángulo formado por las antenas de telecomunicaciones situadas en las coordenadas $A(1, 2)$, $B(4, 6)$ y $C(9, -1)$ es un triángulo rectángulo. Utiliza el producto escalar de los vectores que forman sus lados para justificar tu respuesta.
Considera los vectores dependientes de un parámetro $\vec{u} = (m, 2)$ y $\vec{v} = (3, m-1)$. Halla los valores del parámetro $m$ en dos casos geométricos distintos: a)…
Considera los vectores dependientes de un parámetro $\vec{u} = (m, 2)$ y $\vec{v} = (3, m-1)$. Halla los valores del parámetro $m$ en dos casos geométricos distintos:
- a) Para que $\vec{u}$ y $\vec{v}$ sean perpendiculares.
- b) Para que $\vec{u}$ y $\vec{v}$ sean paralelos.
Encuentra las componentes de un vector $\vec{w}$ que sea perpendicular al vector $\vec{u} = (-5, 12)$ y cuyo módulo sea exactamente la mitad del módulo de $\vec{u}$.…
Encuentra las componentes de un vector $\vec{w}$ que sea perpendicular al vector $\vec{u} = (-5, 12)$ y cuyo módulo sea exactamente la mitad del módulo de $\vec{u}$. ¿Cuántas soluciones matemáticas existen para $\vec{w}$? Escríbelas todas.
Ángulo entre dos vectores y proyección ortogonal
Problemas con vectores
Ahora combinas todo. Estas ideas aparecen una y otra vez:
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Simetría respecto de un eje. Respecto del eje $X$, el simétrico de $(x, y)$ es $(x, -y)$; respecto del eje $Y$, es $(-x, y)$.
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Equidistancia. Un punto $P$ equidista de $A$ y $B$ si $|\vec{PA}| = |\vec{PB}|$. Conviene igualar los módulos al cuadrado para evitar las raíces.
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Paralelogramos, rombos y cuadrados. Un paralelogramo tiene lados opuestos con el mismo vector. Es rombo si además las diagonales son perpendiculares (producto escalar $0$). En un cuadrado, el centro es el punto medio de la diagonal.
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Lado, diagonal y área de un cuadrado. Si el lado mide $l$ y la diagonal $d$, Pitágoras en el triángulo que forman da $d^2 = l^2 + l^2 = 2l^2$. Entonces $d = l\sqrt2$ y el área es $l^2 = \dfrac{d^2}{2}$.
Un rayo láser parte de una fuente situada en $F(-3, -2)$ y se refleja en un espejo plano que coincide con el eje de abscisas (eje X). Si el punto exacto de impacto en el…
Un rayo láser parte de una fuente situada en $F(-3, -2)$ y se refleja en un espejo plano que coincide con el eje de abscisas (eje X). Si el punto exacto de impacto en el espejo es $I(1, 0)$, halla las coordenadas del punto simétrico de $F$ respecto al espejo y escribe las componentes del vector que define la trayectoria reflejada.
Determina las coordenadas de un punto $P$ situado sobre el eje de ordenadas (eje Y) que se encuentre a la misma distancia de los puntos $A(2, 5)$ y $B(-4, 1)$.
Determina las coordenadas de un punto $P$ situado sobre el eje de ordenadas (eje Y) que se encuentre a la misma distancia de los puntos $A(2, 5)$ y $B(-4, 1)$.
Cuatro boyas delimitan una zona de reserva marina en los puntos $A(-2, -1)$, $B(4, 1)$, $C(5, 5)$ y $D(-1, 3)$. Demuestra en primer lugar, utilizando vectores, que la…
Cuatro boyas delimitan una zona de reserva marina en los puntos $A(-2, -1)$, $B(4, 1)$, $C(5, 5)$ y $D(-1, 3)$. Demuestra en primer lugar, utilizando vectores, que la figura formada es un paralelogramo. A continuación, calcula el producto escalar de sus diagonales para comprobar si se trata específicamente de un rombo.
Los puntos $A(-1, 3)$ y $B(5, -5)$ representan dos vértices opuestos de un terreno con forma de cuadrado $ABCD$. Calcula la longitud de la diagonal del cuadrado y el…
Los puntos $A(-1, 3)$ y $B(5, -5)$ representan dos vértices opuestos de un terreno con forma de cuadrado $ABCD$. Calcula la longitud de la diagonal del cuadrado y el área total del terreno. A continuación, halla las coordenadas del centro exacto del cuadrado.
Vuelve al principio: si el dron sale de $A$ y aterriza en $B$, el vector $\vec{AB}$ da el desplazamiento horizontal y vertical con sus componentes, y su módulo $|\vec{AB}|$ es la distancia en línea recta.