Todos hemos oído hablar de que los juegos de ordenador, las nuevas películas animadas, etc. están hechos con gráficos vectoriales, pero no sólo en la animación están presentes los vectores, estos también rigen la navegación aérea, el desplazamiento de los barcos, y en general la mecánica, sabemos que ciertas magnitudes como la velocidad, la aceleración, la fuerza, no están completamente definidas indicando su valor numérico, sino que para que queden determinadas necesitan indicar en que dirección se ejercen y en que sentido, es decir, necesitan del cálculo vectorial.

Vector libre

Vector libre es aquel que podemos aplicar en cualquier punto, y lo representamos como se ve en la imagen, pincha en la base y observa como no varia. Los vectores los representaremos en negrita v, o bien con una flecha

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A cada vector libre le podemos asignar un par de números son sus coordenadas, observa que estas no varían cuando mueves el vector (tienes que moverlo pinchando en la base, para cambiar el vector tienes que pinchar en el extremo)

Mueve el extremo del vector v hasta obtener el vector (2,1). Repite el proceso hasta conseguir el vector (6,3), ¿qué se observa?

Un vector viene caracterizado por la dirección, la recta en la que se apoya, el sentido, donde apunta la flecha y el módulo, su longitud.
Los vectores que tienen el mismo módulo, dirección y sentido se llaman equipolentes y representan el mismo vector libre, así los vectores que se obtienen moviendo el origen en el applet anterior son equipolentes.

Cuando un vector vector libre se aplica en un punto se denomina vector fijo, así pues un vector fijo viene dado por dos puntos, el primero indicará el origen y el segundo el extremo

 

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Ejemplo.- Dado los puntos A(1,1) y B(3,-1). Halla las coordenadas del vector AB.

Sabemos que AB=B-A= (3,-1)-(1,1)=(3-1,-1-1)=(2,-2)

Ejercicio.- Dados los vectores A(1,1) y B(3,5). Halla las coordenadas del vector AB. Solución

Ejercicio.- Halla el extremo del vector AB=(1,2) sabiendo que su origen es el punto A(1,-1). Solución

Operaciones con vectores

  • Suma de vectores. Para sumar vectores gráficamente se utiliza la regla del paralelogramo y si están dados por sus componentes, se suman coordenada a coordenada, es decir, si
la suma

Ejemplo.- Dados los vectores v=(1,3) y w=(4,-9). Halla su suma, su diferencia, 3 v, 2v+w, el extremo del vector v+w sabiendo que su extremo es el punto A=(2,2). Solución

  • Producto escalar de vectores. Sean u y v dos vectores dados por sus coordenadas:

Definición ( Módulo de un vector) Llamaremos módulo de un vector u=(x,y) a

Ejemplo.- Halla el módulo del vector u=(-3,4). Solución

Definición.- Un vector es unitario si su módulo es 1

Ejemplo.- Halla un vector unitario en la dirección del vector u=(-3,4). Solución

Definición.- Dos vectores se dicen ortogonales si su producto escalar es cero.

Ejemplo.- Halla el valor de x para que los vectores (1,2) y (x, -5) sean ortogonales. Solución

Ángulo de dos vectores.- Dados los vectores u=(x,y), v=(a,b), se define el ángulo de dos vectores mediante:

Ejemplo.- Halla el ángulo que forman los vectores u=(1,2) y v=(2,-1). Solución

Ejemplo.- Halla el ángulo que forman los vectores u=(1,2) y v=(2,-1). Solución

Proyección de un vector sobre otro

Dados los vectores u y v, queremos obtener la proyección ortogonal de v sobre u.

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La proyección de v sobre u será un nuevo vector w, y tendremos que w = s u, tenemos que determinar el valor de s.

Sabemos que -su + v es ortogonal a u, por tanto su producto escalar es nulo.

(-s u + v) * u = 0

-s u*u+v*u = 0

s=v*u/(u*u)

y la proyección ortogonal es:

w = v*u/(u*u) u

Ejemplo.- Halla la proyección ortogonal del vector v = (1,2) sobre el vector u = (1,1). Solución.

 

 

Ángulos. Medida de ángulos.Arcos y cuerdas. Ángulos en la circunferencia.Teorema de Thales. Homotecia y semejanza. Trigonometría. Razones trigonométricas de un ángulo agudo. Razones trigonométricas de ángulos cualesquiera. Relación fundamental. Secante, cosecante y cotangente. Reducción al primer cuadrante. Razones trigonométricas de ángulos complementarios. Razones trigonométricas de la suma o diferencia de dos dados. Razones del ángulo doble y mitad. Funciones circulares. Ecuaciones trigonométricas. Resolución de triángulos. Teorema de Pitágoras. Teorema de altura. Teorema del seno. Teorema del coseno. Coordenadas.Recta en el plano: generalidades. Ecuaciones de la recta. Incidencia y paralelismo. Distancia punto recta. Funciones: generalidades. Dominio. Simetría y periodidcidad. Crecimiento. Extremos relativos. Operaciones con funciones. Función polinómica. Funciones a trozos. Funciones trascendentes.