Operações com vetores

Adição de vetores, propriedades da adição, diferença de vetores, multiplicação de um vetor por um número real. Quais as propriedades da multiplicação de um vetor por um número real? Como calcular o versor de um vetor?

Neste post você irá aprender

  • Como fazer adição de vetores?
  • Quais são as propriedades da adição?
  • O que é diferença de vetores?
  • Como é a multiplicação de um vetor por um número real?
  • Quais as propriedades da multiplicação de um vetor por um número real?
  • Como calcular o versor de um vetor?

É importante que saiba responder essas questões de acordo com o que está no texto abaixo.

Quando dois vetores são iguais?

Dois vetores quaisquer \(\overrightarrow{u} = \left(x_{1}, y_{1}\right)\) e \(\overrightarrow{v} = \left(x_{2}, y_{2}\right)\) temos que \(\overrightarrow{u} = \overrightarrow{v}\) se, e somente se, \(x_{1} = x_{2}\) e \(y_{1}, y_{2}\)

Adição de vetores

Considere dois vetores \(\overrightarrow{u}\) e \(\overrightarrow{v}\) representados pelos segmentos AB e BC. O vetor \(\overrightarrow{s}\) que é, por definição, a soma dos vetores \(\overrightarrow{u}\) e \(\overrightarrow{v}\) é derminado pelos pontos A e C.

\[\overrightarrow{s} = \overrightarrow{u} + \overrightarrow{v}\]

Propriedades da adição

Comutativa

\[\overrightarrow{u}+\overrightarrow{v} = \overrightarrow{v} + \overrightarrow{u}\]

Associativa

\[\left(\overrightarrow{u}+\overrightarrow{v}\right) +\overrightarrow{w} = \overrightarrow{v} + \left(\overrightarrow{u} + \overrightarrow{w}\right)\]

Elemento neutro

\[\overrightarrow{v} + 0 = \overrightarrow{v}\]

Inverso aditivo

\[\overrightarrow{v} + \left(-\overrightarrow{v}\right) = -\overrightarrow{v} + \overrightarrow{v} = \overrightarrow{0}\]

Diferença de vetores

A diferença de dois vetores \( \overrightarrow{u}\) e \(\overrightarrow{v}\), e é representado por:

\[ \overrightarrow{d} = \overrightarrow{u} – \overrightarrow{v} = \overrightarrow{u} +\left(- \overrightarrow{v}\right)\]

Multiplicação de um vetor por um número real

Dado um vetor \(\overrightarrow{v} \neq \overrightarrow{0}\) e um número \(k \neq 0\), chamamos de produto de um número real k pelo vetor \(\overrightarrow{v}\) o vetor:

\[\overrightarrow{p} = k\overrightarrow{v}\],

tal que:

  • módulo: \(\left|\;\overrightarrow{p}\;\right| = \left|\;k\overrightarrow{v}\;\right| = \left|\;k\;\right|\left|\;\overrightarrow{v}\;\right|\);
  • direção: a mesma de \(\overrightarrow{v}\)
  • sentido: se k > 0 é o mesmo de \(\overrightarrow{v}\), se k < 0 é o contrário de \(\overrightarrow{v}\)

Se \(k = 0 \) ou \(\overrightarrow{v} = \overrightarrow{0}\), o produto é \(\overrightarrow{0}\).

Considere o vetor \(k\overrightarrow{v}\), com \(\overrightarrow{v} \neq \overrightarrow{0}\). O que acontece se fizermos k percorrer todo o conjunto dos números naturais? Por exemplo:

\[…\]

\[1\overrightarrow{v}\]

\[…\]

\[1,5\overrightarrow{v}\]

\[…\]

\[2\overrightarrow{v}\]

\[…\]

\[3\overrightarrow{v}\]

\[…\]

\[4,64\overrightarrow{v}\]

\[…\]

Teremos todos os infinitos vetores colineares a \(\overrightarrow{v}\), que são colineares entre si, ou seja, qualquer um deles é um multiplo escalar do outro. Reciprocamente dados dois vetores \(\overrightarrow{u}\) e \(\overrightarrow{v}\), colineares, sempre existe \(k \in \mathbb{R}\) tal que \(\overrightarrow{u} = k\overrightarrow{v}\).

Propriedades da multiplicação de um vetor por um número real

Se \(\overrightarrow{u}\) e \(\overrightarrow{v}\) são dois vetores quaisquer e \(a, b \in \mathbb{R}\) temos que:

Propriedade associativa:

\[a\left(b\overrightarrow{v}\right) = \left(ab\right)\overrightarrow{v}\]

Propriedade distributiva em relação à adição de escalares

\[\left(a + b\right)\overrightarrow{v} = a\overrightarrow{v} + b\overrightarrow{v}\]

Propriedade distributiva em relação à adição de vetores

\[a\left(\overrightarrow{u} + \overrightarrow{v}\right) = a\overrightarrow{u} + a\overrightarrow{v}\]

Propriedade identidade

\[1\overrightarrow{v} = \overrightarrow{v}\]

Versor

O versor de um vetor qualquer não nulo é o vetor unitário:

\[\overrightarrow{u} = \frac{1}{\left|\overrightarrow{v}\right|}\overrightarrow{v}\] ou \[\overrightarrow{u} = \frac{\overrightarrow{v}}{\left|\overrightarrow{v}\right|}\].

De fato é unitário, pois: \[\left|\overrightarrow{u}\right| = \left|\frac{\overrightarrow{v}}{\left|\overrightarrow{v}\right|}\right| = \frac{\left|\overrightarrow{v}\right|}{\left|\overrightarrow{v}\right|} = 1\].

Daí, concluímos que o vetor \(\overrightarrow{v}\) é o produto de seu módulo pelo vetor unitário de mesma direção e sentido de \(\overrightarrow{v}\) \[\overrightarrow{v} = \left|\overrightarrow{v}\right|\;\overrightarrow{u}\].

Referências:

STEINBRUCH, Alfredo. Geometria Analítica . 1ª ed. Pearson Universidades, 1995.

Was this helpful?

1 / 0

Deixe um comentário 0

Your email address will not be published.


Compartilhe

[amount] estão lendo esse conteúdo agora.