Vetores – soma, diferença, produto por escalar e produto escalar
MatemáticaVetores e geometria analíticaIdades 15–16
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Dois vetores u, v são desenhados a partir da origem O em uma malha de coordenadas; os alunos arrastam as pontas de u e v (encaixadas na malha) e escolhem uma operação. A soma segue a regra do paralelogramo, a diferença u − v liga a ponta de v à ponta de u, o produto por escalar k·u continua paralelo a u, e o produto escalar u·v = |u||v|cos(u, v) = x₁x₂ + y₁y₂ é mostrado com o ângulo e a projeção visíveis; as coordenadas e os resultados se atualizam na hora.
Aula: Soma e diferença de dois vetores, produto de um número por um vetor, produto escalar
O que mostra
Os vetores do plano podem ser operados geometricamente e por coordenadas. A soma u + v é a diagonal do paralelogramo construído sobre u e v e vale (x₁ + x₂; y₁ + y₂). A diferença u − v vai da extremidade de v até a extremidade de u. O produto k·u é paralelo a u, tem |k| vezes o seu comprimento e inverte o sentido quando k é negativo. O produto escalar u·v = x₁x₂ + y₁y₂ = |u||v|cos(u, v) é um número, não um vetor: positivo para ângulo agudo, zero para vetores perpendiculares e negativo para ângulo obtuso.
Como usar
Escolha a Operação inicial e arraste as extremidades de u e v na malha, ou defina suas coordenadas e o Número k. Na soma e na diferença, compare o desenho com o cálculo por coordenadas na linha de informação. Em k·u, teste valores de k positivos, negativos e fracionários. No produto escalar, mova v ao redor de u e observe o sinal de u·v e a projeção verde quando o ângulo passa de 90°.
Parâmetros que você pode mudar
- u: abscissa x₁ -6–6
- u: ordenada y₁ -6–6
- v: abscissa x₂ -6–6
- v: ordenada y₂ -6–6
- Número k (para k·u) -3–3
- Operação inicial Soma u + v, Diferença u − v, Produto por escalar k·u, Produto escalar u·v
Perguntas para explorar
- Com u = (4; 1), qual vetor v satisfaz u·v = 0? Quantos desses vetores cabem na malha?
- Qual é a relação entre u − v e v − u, no desenho e nas coordenadas?
- Para quais valores de k o vetor k·u tem sentido oposto a u, e o que acontece quando k = 0?