Ejercicios de vectores.pdf - Amolasmates
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1<br />
Vectores<br />
.<br />
v<br />
u<br />
y<br />
v<br />
u<br />
,<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
−<br />
2<br />
1<br />
2<br />
dibuja<br />
<strong>vectores</strong>,<br />
siguientes<br />
los<br />
son<br />
y<br />
Si<br />
a)<br />
Ejercicio nº 1.-<br />
( ) :<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
Obtén<br />
2<br />
,<br />
2<br />
1<br />
y<br />
3<br />
2,<br />
son<br />
<strong>vectores</strong><br />
dos<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
Las<br />
b)<br />
.<br />
⎟ ⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
−<br />
→<br />
→<br />
b<br />
a<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
3<br />
1<br />
;<br />
2<br />
1<br />
;<br />
2<br />
3<br />
:<br />
figura<br />
la<br />
muestra<br />
que<br />
los<br />
y<br />
siendo<br />
,<br />
3<br />
2<br />
y<br />
2<br />
1<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
Dibuja<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
+<br />
−<br />
− v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
,<br />
v<br />
u<br />
Ejercicio nº 2.-<br />
( ) :<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
obtén<br />
,<br />
2<br />
3,<br />
y<br />
1<br />
,<br />
3<br />
2<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
Dados<br />
b) −<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
→<br />
→<br />
b<br />
a<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
−<br />
−<br />
+<br />
− b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
3<br />
1<br />
2<br />
2<br />
3
2<br />
:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
−<br />
−<br />
+<br />
+<br />
− v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
,<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
3<br />
1<br />
y<br />
3<br />
2<br />
2<br />
dibuja<br />
figura,<br />
la<br />
muestra<br />
que<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
son<br />
y<br />
Si<br />
a)<br />
Ejercicio nº 3.-<br />
( )<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
−<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
2<br />
1<br />
2<br />
5<br />
1<br />
5<br />
:<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
obtén<br />
,<br />
3<br />
1,<br />
y<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
son<br />
y<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
Si<br />
b)<br />
:<br />
3<br />
2<br />
y<br />
2<br />
,<br />
dibuja<br />
ellos,<br />
<strong>de</strong><br />
partir<br />
A<br />
figura.<br />
la<br />
muestra<br />
que<br />
los<br />
son<br />
y<br />
<strong>vectores</strong><br />
Los<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
+<br />
−<br />
−<br />
− v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
Ejercicio nº 4.-<br />
( )<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
−<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
2<br />
2<br />
1<br />
4<br />
3<br />
:<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
obtén<br />
,<br />
4<br />
1<br />
1,<br />
y<br />
1<br />
2,<br />
son<br />
y<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
Si<br />
b)
Ejercicio nº 5.-<br />
a) A la vista <strong>de</strong> la siguiente figura, dibuja los <strong>vectores</strong>:<br />
→ → → 1 → → →<br />
− u+ 2v<br />
; u+<br />
v;<br />
u−<br />
2v<br />
2<br />
→ ⎛ − 3<br />
b) Dados los <strong>vectores</strong> a ⎜ ,<br />
⎝ 4<br />
→ ⎞<br />
2⎟<br />
y b<br />
⎠<br />
−<br />
→ 1 →<br />
a− b;<br />
2<br />
→ →<br />
− 2 a+<br />
b;<br />
→ →<br />
− 4 a+<br />
b<br />
Ejercicio nº 6.-<br />
a) Escribe los <strong>vectores</strong><br />
→<br />
x,<br />
→<br />
y ,<br />
→<br />
z<br />
( 2, 2)<br />
, obtén las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>:<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong><br />
→<br />
→<br />
u y v:<br />
→<br />
⎛ 1 ⎞<br />
b) Escribe el vector a<br />
−<br />
⎝ 5 ⎠<br />
Ejercicio nº 7.-<br />
a) Expresa los <strong>vectores</strong><br />
→<br />
→<br />
( 0, 17)<br />
com combinación<br />
lineal <strong>de</strong> b ⎜ , 3⎟<br />
y c ( 1, 2).<br />
→<br />
→<br />
→<br />
a, b y c como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> u y v:<br />
→<br />
⎛ 1<br />
b) Expresa el vector x<br />
z<br />
⎝ 2<br />
→<br />
→<br />
( 5, − 2)<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> y ( 1, − 2)<br />
y ⎜ , 2 .<br />
→<br />
→<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
3
Ejercicio nº 8.-<br />
a) Escribe los <strong>vectores</strong><br />
b) Halla las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>l vector w<br />
→ ⎛ 1 ⎞<br />
u ⎜−<br />
, 1⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
y<br />
→<br />
v ( − 3, 2)<br />
Ejercicio nº 9.-<br />
→<br />
→<br />
→<br />
a, b y c como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> x e y:<br />
→<br />
( 1, 0)<br />
( − 2, 3)<br />
a) Halla las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>l vector u −<br />
<br />
con respecto a la base formada por<br />
→<br />
→<br />
con respecto a la base formada por los <strong>vectores</strong><br />
⎛ 1 ⎞ <br />
v ⎜ 2, − ⎟ y w ( 1, − 1)<br />
⎝ 3 ⎠<br />
<br />
<br />
b) Expresa los <strong>vectores</strong> x,<br />
y,<br />
z como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> a y b :<br />
Ejercicio nº 10.-<br />
<br />
⎛ 1 ⎞<br />
a) Expresa el vector x<br />
⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
( 4, 1)<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> y ( 2, − 3 ) y z ⎜ , 1 .<br />
4
Ejercicio nº 11.-<br />
→<br />
<br />
Dados x<br />
k<br />
→<br />
( 5, − 4)<br />
, y ( 3, 2)<br />
y z ( 1, ):<br />
a) Halla el valor <strong>de</strong><br />
k<br />
para que<br />
→<br />
x<br />
y<br />
b) Halla un vector unitario con la misma dirección y el mismo sentido que<br />
Ejercicio nº 12.-<br />
→<br />
→<br />
( 1, − 3)<br />
y b ( , 2):<br />
Si a<br />
m<br />
a) Halla el valor <strong>de</strong><br />
m<br />
para que<br />
b) Calcula el ángulo formado por<br />
Ejercicio nº 13.-<br />
→<br />
→<br />
→<br />
z<br />
→<br />
formen un ángulo 90<br />
a y b sean perpendiculares.<br />
→<br />
a<br />
→<br />
y c siendo<br />
→<br />
c ( 4, 2).<br />
→<br />
→<br />
( − 1, 4)<br />
, v ( 3, m)<br />
y w ( 2, 3):<br />
Dados los <strong>vectores</strong> u<br />
−<br />
a) Calcula<br />
m<br />
para que<br />
b) Halla el ángulo que forman<br />
Ejercicio nº 14.-<br />
→<br />
u<br />
→<br />
→<br />
y v sean perpendiculares.<br />
→<br />
u<br />
→<br />
y w .<br />
→<br />
( a,<br />
3)<br />
e y ( 1, b)<br />
.<br />
Consi<strong>de</strong>ra los <strong>vectores</strong> x<br />
<br />
sean perpendiculares<br />
y que x = 5.<br />
Ejercicio nº 15.-<br />
<br />
.<br />
→<br />
x .<br />
− Halla los valores <strong>de</strong> a y b para que x e y<br />
a) Halla el ángulo que forman los <strong>vectores</strong><br />
→ 3 4 →<br />
⎛ − ⎞<br />
a ⎜ , ⎟ y b ( 1, 1)<br />
⎝ 5 5 ⎠<br />
→<br />
⎛ 3 − 4 ⎞<br />
b) ¿Cuál sería el valor <strong>de</strong> x<br />
para que el vector u<br />
⎟<br />
⎝ 5 5 ⎠<br />
→<br />
( 1,<br />
x ) fuera perpendicular<br />
a a ⎜ , ?<br />
→<br />
→<br />
5
Ejercicio nº 1.-<br />
a) Si<br />
→<br />
→<br />
u y v<br />
Soluciones ejercicios <strong>de</strong> Vectores<br />
son los siguientes <strong>vectores</strong>, dibuja<br />
b) Las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong> dos <strong>vectores</strong> son<br />
Solución:<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
− 3a+<br />
2b;<br />
→ 1 →<br />
− a+<br />
b;<br />
2<br />
→<br />
a<br />
1 → → ⎛ ⎞<br />
⎜a−<br />
b⎟<br />
3 ⎝ ⎠<br />
→ →<br />
⎛ 1 ⎞<br />
b) − 3a<br />
+ 2b<br />
= −3<br />
−<br />
−<br />
⎝ 2 ⎠<br />
→ 1 →<br />
− a+<br />
b = −<br />
2<br />
1 → → ⎛ ⎞ 1 ⎡<br />
⎜a−<br />
b⎟<br />
= ⎢<br />
3 ⎝ ⎠ 3 ⎣<br />
Ejercicio nº 2.-<br />
a) Dibuja los <strong>vectores</strong><br />
→ → → → → 1 →<br />
2u−<br />
v , − u+<br />
v y − u+<br />
v .<br />
2<br />
⎛ 1<br />
−<br />
⎝ 2<br />
( 2,<br />
− 3)<br />
+ 2⎜<br />
, 2⎟<br />
= ( − 6,<br />
9)<br />
+ ( − 1,<br />
4)<br />
= ( 7,<br />
13)<br />
1 ⎛ 1<br />
−<br />
⎝<br />
⎞<br />
( 2,<br />
− 3)<br />
+ ⎜ , 2⎟<br />
= ( − 2,<br />
3)<br />
+ ⎜ , 1⎟<br />
= ⎜ , 4⎟<br />
2 2<br />
4 ⎠ ⎝ 4 ⎠<br />
⎛ 1<br />
−<br />
⎠<br />
⎞⎤<br />
1 ⎛ 5<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
→<br />
( 2, − 3)<br />
y b⎜<br />
, 2 . Obtén las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>:<br />
⎛ 1<br />
−<br />
⎝<br />
⎞<br />
⎛ − 9<br />
⎛ 5 − 5 ⎞<br />
( 2,<br />
− 3)<br />
− ⎜ , 2⎟⎥<br />
= ⎜ , − 5⎟<br />
= ⎜ , ⎟<br />
⎝ 2 ⎠ 3 ⎝ 2 ⎠ ⎝ 6 3 ⎠<br />
⎦<br />
→ → → 1 → → →<br />
→ →<br />
u−<br />
v , − u+<br />
v y 2u+<br />
3v<br />
, siendo u y v<br />
2<br />
⎞<br />
⎞<br />
los que muestra la figura:<br />
6
→ 2<br />
→<br />
⎛ ⎞<br />
b) Dados los <strong>vectores</strong> a ⎜ , − 1⎟<br />
y b<br />
⎝ 3 ⎠<br />
−<br />
→ →<br />
− 3a<br />
+ 2b;<br />
→ →<br />
2a−<br />
b;<br />
→ 1 →<br />
a−<br />
b<br />
3<br />
Solución:<br />
a)<br />
( 3, 2)<br />
, obtén las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>:<br />
→ → ⎛ 2 ⎞<br />
b) − 3 a+<br />
2 b = −3⎜<br />
, −1⎟<br />
+ 2<br />
−<br />
⎝ 3 ⎠<br />
⎛ ⎞<br />
− = ⎜ − ⎟ −<br />
⎝ ⎠<br />
→ → 2<br />
2a b 2 , 1<br />
3<br />
1 ⎛ 2 ⎞ 1<br />
b = ⎜ , −1⎟<br />
−<br />
3 ⎝ 3 ⎠ 3<br />
− → →<br />
a<br />
Ejercicio nº 3.-<br />
a) Si<br />
→<br />
→<br />
u y v<br />
( 3,<br />
− 2)<br />
= ( − 2,<br />
3)<br />
+ ( 6,<br />
− 4)<br />
= ( 4,<br />
1)<br />
⎛ 4<br />
⎞<br />
⎛ − 5<br />
( 3,<br />
− 2)<br />
= ⎜ , − 2⎟<br />
− ( 3,<br />
− 2)<br />
= ⎜ , 0⎟<br />
⎝ 3 ⎠<br />
⎝ 3 ⎠<br />
⎛ 2<br />
⎞<br />
⎛ − 2 ⎞<br />
( 3,<br />
− 2)<br />
= ⎜ , −1⎟<br />
− ⎜1,<br />
⎟ = ⎜ , ⎟<br />
3 ⎝ 3 ⎠ 3 3 ⎠<br />
⎝<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎛ −1<br />
−1⎞<br />
son los <strong>vectores</strong> que muestra la figura, dibuja<br />
⎝<br />
→ → 2 → → 1 →<br />
− u+<br />
2v<br />
, u+<br />
v y − u−<br />
v<br />
3 3<br />
→<br />
:<br />
7
8<br />
( )<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
−<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
2<br />
1<br />
2<br />
5<br />
1<br />
5<br />
:<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
obtén<br />
,<br />
3<br />
1,<br />
y<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
son<br />
y<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
Si<br />
b)<br />
Solución:<br />
a)<br />
( ) ( ) ⎟ ⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
=<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
+<br />
−<br />
=<br />
−<br />
+<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
=<br />
+ →<br />
→<br />
5<br />
72<br />
,<br />
5<br />
9<br />
5<br />
3<br />
,<br />
5<br />
1<br />
15<br />
,<br />
2<br />
3<br />
,<br />
1<br />
5<br />
1<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
5<br />
5<br />
1<br />
5<br />
b) b<br />
a<br />
( ) ( ) ⎟ ⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
=<br />
−<br />
+<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
=<br />
−<br />
+<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
−<br />
=<br />
+<br />
−<br />
→<br />
→<br />
9<br />
,<br />
5<br />
12<br />
6<br />
,<br />
2<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
3<br />
,<br />
1<br />
2<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
2 b<br />
a<br />
( ) ( ) ⎟ ⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
=<br />
−<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ −<br />
=<br />
−<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
=<br />
− →<br />
→<br />
2<br />
9<br />
,<br />
5<br />
6<br />
3<br />
,<br />
1<br />
2<br />
3<br />
,<br />
5<br />
1<br />
3<br />
,<br />
1<br />
3<br />
,<br />
5<br />
2<br />
2<br />
1<br />
2<br />
1<br />
b<br />
a<br />
:<br />
3<br />
2<br />
y<br />
2<br />
,<br />
dibuja<br />
ellos,<br />
<strong>de</strong><br />
partir<br />
A<br />
figura.<br />
la<br />
muestra<br />
que<br />
los<br />
son<br />
y<br />
<strong>vectores</strong><br />
Los<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
+<br />
−<br />
−<br />
− v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
v<br />
u<br />
Ejercicio nº 4.-<br />
( )<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
+<br />
+<br />
−<br />
+<br />
−<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛<br />
−<br />
−<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
;<br />
b<br />
a<br />
b<br />
a<br />
2<br />
2<br />
1<br />
4<br />
3<br />
:<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
obtén<br />
,<br />
4<br />
1<br />
1,<br />
y<br />
1<br />
2,<br />
son<br />
y<br />
<strong>vectores</strong><br />
los<br />
<strong>de</strong><br />
s<br />
coor<strong>de</strong>nada<br />
las<br />
Si<br />
b)
Solución:<br />
a)<br />
→ →<br />
⎛ − 1⎞<br />
b) − 3a+<br />
4b<br />
= −3<br />
−<br />
⎝ 4 ⎠<br />
→<br />
→<br />
− a+<br />
b = −<br />
1<br />
2<br />
→<br />
a<br />
1<br />
2b<br />
=<br />
2<br />
+ →<br />
Ejercicio nº 5.-<br />
( − 2,<br />
1)<br />
+ 4⎜1,<br />
⎟ = ( 6,<br />
− 3)<br />
+ ( 4,<br />
− 1)<br />
= ( 10,<br />
4)<br />
⎛ − 1⎞<br />
⎛ − 1⎞<br />
⎛ − 5 ⎞<br />
( − 2,<br />
1)<br />
+ ⎜1,<br />
⎟ = ( 2,<br />
− 1)<br />
+ ⎜1,<br />
⎟ = ⎜3,<br />
⎟<br />
⎝ 4 ⎠<br />
⎝ 4 ⎠ ⎝ 4 ⎠<br />
⎛ − 1⎞<br />
⎝ 4 ⎠<br />
⎛<br />
−<br />
⎝<br />
1 ⎞<br />
2 ⎠<br />
⎛ − 1⎞<br />
⎝ 2 ⎠<br />
( − 2,<br />
1)<br />
+ 2⎜1,<br />
⎟ = ⎜ 1,<br />
⎟ + ⎜2,<br />
⎟ = ( 1,<br />
0)<br />
a) A la vista <strong>de</strong> la siguiente figura, dibuja los <strong>vectores</strong>:<br />
→ → → 1 → → →<br />
− u+ 2v<br />
; u+<br />
v;<br />
u−<br />
2v<br />
2<br />
→ ⎛ − 3<br />
b) Dados los <strong>vectores</strong> a ⎜ ,<br />
⎝ 4<br />
→ ⎞<br />
2⎟<br />
y b<br />
⎠<br />
−<br />
→ 1<br />
→<br />
a− b;<br />
2<br />
→ →<br />
− 2 a+<br />
b;<br />
→ →<br />
− 4 a+<br />
b<br />
( 2, 2)<br />
, obtén las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>:<br />
9
Solución:<br />
a)<br />
⎛ − ⎞<br />
− = ⎜ ⎟ −<br />
⎝ ⎠<br />
→ → 1 3 1<br />
b) a b , 2<br />
2 4 2<br />
⎛ − 3<br />
⎞<br />
⎛ − 7<br />
( 2,<br />
− 2)<br />
= ⎜<br />
⎝ 4<br />
, 2⎟<br />
− ( 1,<br />
−1)<br />
= ⎜<br />
⎠ ⎝ 4<br />
, 3⎟<br />
⎠<br />
⎛ 3 ⎞<br />
⎛ 7 ⎞<br />
+ ( 2,<br />
− 2)<br />
= ⎜ , − 4⎟<br />
+ ( 2,<br />
− 2)<br />
= ⎜ , − 6⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎞<br />
⎟ + ( 2,<br />
− 2)<br />
= ( 3,<br />
− 8)<br />
+ ( 2,<br />
− 2)<br />
= ( 5,<br />
10)<br />
→ → ⎛ − 3 ⎞<br />
− 2a + b = −2⎜<br />
, 2⎟<br />
⎝ 4 ⎠<br />
→ → ⎛ − 3<br />
− 4a + b = −4⎜<br />
,<br />
⎝ 4<br />
2<br />
⎠<br />
−<br />
Ejercicio nº 6.-<br />
a) Escribe los <strong>vectores</strong><br />
→<br />
x,<br />
→<br />
y ,<br />
→<br />
z<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong><br />
⎞<br />
→<br />
→<br />
u y v:<br />
→<br />
⎛ 1 ⎞<br />
b) Escribe el vector a<br />
−<br />
⎝ 5 ⎠<br />
Solución:<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
( 0, 17)<br />
com combinación<br />
lineal <strong>de</strong> b ⎜ , 3⎟<br />
y c ( 1, 2).<br />
b) Tenemos que encontrar dos números, m y n, tales que:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
,<br />
a<br />
= m ⋅ b + n ⋅ c<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
10
⎛ 1<br />
⎝ 5<br />
⎛ m<br />
⎝ 5<br />
⎛ m<br />
( 0,<br />
17)<br />
= m ⋅ ⎜ , 3⎟<br />
+ n ⋅ ( − 1,<br />
2)<br />
⎠<br />
⎞<br />
( 0,<br />
17)<br />
= ⎜ , 3m⎟<br />
+ ( − n,<br />
2n)<br />
( 0,<br />
17)<br />
= ⎜ − n,<br />
3m<br />
+ 2n⎟<br />
⎝ 5<br />
⎠<br />
17 3 2<br />
5<br />
m ⎫<br />
0 = − n ⎪<br />
⎬<br />
= m + n⎪⎭<br />
m = 5 n = 5<br />
Por tanto:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
a = 5 ⋅ b+<br />
1⋅<br />
c,<br />
⎛ 1<br />
⎝ 5<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎞<br />
0 = m − 5n<br />
⎫<br />
17 = 3m<br />
+ 2n<br />
⎬<br />
⎭<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
( 0, 17)<br />
= 5⎜<br />
, 3⎟<br />
+ ( − 1,<br />
2)<br />
Ejercicio nº 7.-<br />
a) Expresa los <strong>vectores</strong><br />
⎞<br />
⎠<br />
→<br />
→<br />
→<br />
5n<br />
= m<br />
17 = 15n<br />
+ 2n<br />
→<br />
17 = 17n<br />
→<br />
n = 1<br />
a, b y c como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> u y v:<br />
→<br />
⎛ 1<br />
b) Expresa el vector x<br />
z<br />
⎝ 2<br />
Solución:<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
( 5, − 2)<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> y ( 1, − 2)<br />
y ⎜ , 2 .<br />
b) Hemos <strong>de</strong> encontrar dos números, m y n, tales que:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
,<br />
x<br />
= m ⋅ y+<br />
n ⋅ z<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
→<br />
→<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
11
( 5,<br />
− 2)<br />
= m ( 1,<br />
− 2)<br />
( 5,<br />
− 2)<br />
= ( m,<br />
− 2m)<br />
⎛<br />
⎛ 1 ⎞<br />
+ n ⎜ , 2⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎛ n ⎞<br />
+ ⎜ , 2n⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎞<br />
( 5,<br />
− 2)<br />
= ⎜m<br />
+ , − 2m<br />
+ 2n⎟<br />
⎝ 2<br />
⎠<br />
n<br />
n ⎫<br />
5 = m + ⎪<br />
2 ⎬<br />
− 2 = −2m<br />
+ 2n⎪⎭<br />
10 = 2m<br />
+ n ⎫<br />
− 2 = −2m<br />
+ 2n<br />
⎬<br />
⎭<br />
n = 10 − 2m<br />
⎫<br />
− 1 = −m<br />
+ n<br />
⎬<br />
⎭<br />
n = 10 − 2m⎫<br />
n = −1+<br />
m<br />
⎬<br />
⎭<br />
10 − 2m<br />
= −1+<br />
m<br />
Por tanto:<br />
→ − 2m<br />
− m = −1−<br />
10 → − 3m<br />
= −11<br />
11<br />
→ m = ;<br />
3<br />
11<br />
n = −1+<br />
m = −1+<br />
=<br />
3<br />
→ 11 → 8 →<br />
x = y + z,<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
3 3<br />
5,<br />
− 2<br />
11<br />
= 1,<br />
− 2<br />
3<br />
8 ⎛ 1 ⎞<br />
+ ⎜ , 2<br />
3 ⎝ 2<br />
( ) ( ) ⎟ ⎠<br />
Ejercicio nº 8.-<br />
a) Escribe los <strong>vectores</strong><br />
b) Halla las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>l vector w<br />
→ ⎛ 1 ⎞<br />
u ⎜−<br />
, 1⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
y<br />
→<br />
v ( − 3, 2)<br />
Solución:<br />
a)<br />
→<br />
→<br />
→<br />
a, b y c como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> x e y:<br />
→<br />
( 1, 0)<br />
b) Tenemos que hallar dos números, m y n, tales que:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
,<br />
w<br />
= m ⋅ u+<br />
n ⋅ v<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
con respecto a la base formada por<br />
→<br />
→<br />
8<br />
3<br />
12
⎛ 1<br />
−<br />
⎝ 2<br />
⎛ m<br />
−<br />
⎝ 2<br />
⎛ m<br />
( 1,<br />
0)<br />
= m ⎜ , 1⎟<br />
+ n(<br />
− 3,<br />
2)<br />
⎠<br />
⎞<br />
( 1,<br />
0)<br />
= ⎜ , m⎟<br />
+ ( − 3n,<br />
2n)<br />
( 1,<br />
0)<br />
= ⎜−<br />
− 3n,<br />
m + 2n⎟<br />
⎝ 2<br />
⎠<br />
m ⎫<br />
1 = − − 3n⎪<br />
2 ⎬<br />
0 = m + 2n<br />
⎪⎭<br />
m = -2n = 1<br />
⎠<br />
⎞<br />
⎞<br />
2 = −m<br />
− 6n⎫<br />
− 2n<br />
= m<br />
⎬<br />
⎭<br />
Por tanto:<br />
→ → 1 → ⎛ ⎞<br />
w = 1⋅<br />
u+<br />
⎜−<br />
⎟ ⋅ v,<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎛ 1 ⎞ 1<br />
( 1 , 0)<br />
= ⎜−<br />
, 1⎟<br />
− ( − 3,<br />
2)<br />
⎝ 2 ⎠ 2<br />
→<br />
2 = 2n<br />
− 6n<br />
2 = −4n<br />
→<br />
n =<br />
2<br />
− 4<br />
1<br />
= −<br />
2<br />
Las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong> w respecto a la base formada por u y v<br />
Ejercicio nº 9.-<br />
( − 2, 3)<br />
a) Halla las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong>l vector u −<br />
<br />
→<br />
→<br />
son:<br />
⎛ 1 ⎞<br />
⎜1,<br />
− ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
con respecto a la base formada por los <strong>vectores</strong><br />
⎛ 1 ⎞ <br />
v ⎜ 2, − ⎟ y w ( 1, − 1)<br />
⎝ 3 ⎠<br />
<br />
<br />
b) Expresa los <strong>vectores</strong> x,<br />
y,<br />
z como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> a y b :<br />
Solución:<br />
a) Hemos <strong>de</strong> hallar dos números, m y n, tales que:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
,<br />
u = m ⋅ v + n ⋅ w<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
( − 2,<br />
− 3)<br />
= m ⋅ ⎜2,<br />
− ⎟ + n ⋅ ( 1,<br />
− 1)<br />
⎛<br />
( − 2,<br />
− 3)<br />
= ⎜2m,<br />
− ⎟ + ( n,<br />
− n)<br />
⎝<br />
⎛<br />
⎛<br />
⎝<br />
1 ⎞<br />
3 ⎠<br />
m ⎞<br />
3 ⎠<br />
m<br />
( − 2,<br />
− 3)<br />
= ⎜2m<br />
+ n,<br />
− − n⎟<br />
⎝ 3 ⎠<br />
− 2 = 2m<br />
+ n ⎫<br />
⎪<br />
− m<br />
− 3 = − n<br />
⎬<br />
3 ⎪⎭<br />
− 2 = 2m<br />
+ n ⎫<br />
− 9 = −m<br />
− 3n<br />
⎬<br />
⎭<br />
− 2 − 2m<br />
= n<br />
− 9 = −m<br />
− 3<br />
−9<br />
= −m<br />
+ 6 + 6m<br />
→ − 9 − 6 = −m<br />
+ 6m<br />
→<br />
n = −2<br />
− 2m<br />
= −2<br />
+ 6 = 4<br />
⎞<br />
( ) ⎬<br />
⎭ ⎫<br />
− 2 − 2m<br />
− 15 = 5m<br />
→<br />
m = −3<br />
13
)<br />
Por tanto:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
u = −3v<br />
+ 4w,<br />
⎛<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
1 ⎞<br />
3 ⎠<br />
( − 2, − 3)<br />
= −3⎜2,<br />
− ⎟ + 4(<br />
1,<br />
− 1)<br />
⎝<br />
→<br />
( 3 4)<br />
Las coor<strong>de</strong>nadas<br />
<strong>de</strong> u con respecto a la base formada por v y w son − ,<br />
Ejercicio nº 10.-<br />
<br />
⎛ 1 ⎞<br />
a) Expresa el vector x<br />
⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
Solución:<br />
( 4, 1)<br />
como combinación<br />
lineal <strong>de</strong> los <strong>vectores</strong> y ( 2, − 3 ) y z ⎜ , 1 .<br />
a) Tenemos que hallar dos números, m y n, tales que:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
,<br />
x = m ⋅ y + n ⋅ z<br />
( 4,<br />
1)<br />
= m(<br />
2,<br />
− 3)<br />
( 4,<br />
1)<br />
= ( 2m,<br />
− 3m)<br />
⎛<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
⎛ 1 ⎞<br />
+ n⎜<br />
, 1⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎛ n ⎞<br />
+ ⎜ , n⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
n ⎞<br />
( 4,<br />
1)<br />
= ⎜2m<br />
+ , − 3m<br />
+ n⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
n ⎫<br />
4<br />
= 2m<br />
+ ⎪<br />
2 ⎬<br />
1 = −3m<br />
+ n⎪⎭<br />
8 = 4m<br />
+ n ⎫<br />
1 = −3m<br />
+ n<br />
⎬<br />
⎭<br />
8 − 4m<br />
= n⎫<br />
1+<br />
3m<br />
= n<br />
⎬<br />
⎭<br />
→<br />
8 − 4m<br />
= 1+<br />
3m⎫<br />
8 − 1 = 3m<br />
+ 4m<br />
⎬<br />
⎭<br />
→<br />
.<br />
14
)<br />
7 = 7m<br />
→<br />
m = 1<br />
n = 1+<br />
3m<br />
= 1+<br />
3 = 4<br />
Por tanto:<br />
→<br />
→<br />
→<br />
x = 1⋅<br />
y+<br />
4 ⋅ z;<br />
es <strong>de</strong>cir:<br />
⎛ 1<br />
( 4 , 1)<br />
= ( 2,<br />
−3)<br />
+ 4⎜<br />
, 1⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
Ejercicio nº 11.-<br />
→<br />
<br />
Dados x<br />
k<br />
→<br />
( 5, − 4)<br />
, y ( 3, 2)<br />
y z ( 1, ):<br />
a) Halla el valor <strong>de</strong><br />
k<br />
⎞<br />
para que<br />
→<br />
x<br />
y<br />
b) Halla un vector unitario con la misma dirección y el mismo sentido que<br />
Solución:<br />
<br />
a) Para que x y z<br />
ser igual a cero:<br />
⋅ → →<br />
x<br />
→<br />
formen un ángulo <strong>de</strong> 90<br />
5<br />
z = ( 5 , − 4)<br />
⋅ ( 1,<br />
k ) = 5 − 4k<br />
= 0 → k =<br />
4<br />
→<br />
b) Hallamos el módulo <strong>de</strong> x<br />
→<br />
x<br />
=<br />
5<br />
2<br />
+<br />
2 ( − 4)<br />
= 25 + 16 = 41<br />
El vector unitario con la misma<br />
Ejercicio nº 12.-<br />
→<br />
⎛ 5 − 4 ⎞<br />
⎜ ,<br />
⎟<br />
⎝ 41 41 ⎠<br />
→<br />
( 1, − 3)<br />
y b ( , 2):<br />
Si a<br />
m<br />
a) Halla el valor <strong>de</strong><br />
m<br />
para que<br />
b) Calcula el ángulo formado por<br />
z<br />
dirección<br />
→<br />
→<br />
formen un ángulo 90<br />
<br />
<br />
.<br />
→<br />
x .<br />
(sean perpendiculares),<br />
su producto escalar ha <strong>de</strong><br />
y sentido que<br />
→<br />
x<br />
será:<br />
a y b sean perpendiculares.<br />
→<br />
a<br />
→<br />
y c siendo<br />
→<br />
c ( 4, 2).<br />
15
Solución:<br />
<br />
a) Para que a y b<br />
⋅ → →<br />
a<br />
b =<br />
⎛ ⎞<br />
⎜ ⎟<br />
⎜ ⎟<br />
=<br />
⎝ ⎠<br />
∧<br />
→ →<br />
b) cos a,<br />
c<br />
sean perpendiculares,<br />
su producto escalar <strong>de</strong>be ser cero :<br />
( 1 , − 3)<br />
⋅ ( m,<br />
2)<br />
= m − 6 = 0 → m = 6<br />
=<br />
Ejercicio nº 13.-<br />
a ⋅ c<br />
→<br />
a<br />
→<br />
⋅<br />
→<br />
→<br />
c<br />
−0,<br />
14<br />
→<br />
=<br />
→<br />
1<br />
2<br />
+<br />
( 1,<br />
3)<br />
⋅ ( 4,<br />
2)<br />
2 ( − 3)<br />
⋅ 4<br />
2<br />
+ 2<br />
⎛ ⎞<br />
⎜<br />
,<br />
⎟ <br />
⎜ ⎟<br />
= 98 7'48''<br />
⎝ ⎠<br />
∧<br />
→ →<br />
a c<br />
2<br />
=<br />
4 − 6<br />
10 ⋅ 20<br />
→<br />
→<br />
( − 1, 4)<br />
, v ( 3, m)<br />
y w ( 2, 3):<br />
Dados los <strong>vectores</strong> u<br />
−<br />
a) Calcula<br />
m<br />
para que<br />
b) Halla el ángulo que forman<br />
Solución:<br />
a) Para que<br />
⋅ → →<br />
→<br />
u<br />
u v =<br />
⎛ ⎞<br />
b)<br />
⎜<br />
,<br />
⎟<br />
⎜ ⎟<br />
=<br />
⎝ ⎠<br />
∧<br />
→ →<br />
cos u w<br />
Así,<br />
Ejercicio nº 14.-<br />
→<br />
→<br />
u<br />
→<br />
y v sean perpendiculares.<br />
→<br />
u<br />
→<br />
y w .<br />
=<br />
− 2<br />
200<br />
y v sean perpendiculares,<br />
su producto escalar ha <strong>de</strong> ser cero, es <strong>de</strong>cir:<br />
1 , 4 ⋅ 3,<br />
m = −3<br />
+ 4m<br />
= 0 →<br />
3<br />
m =<br />
4<br />
( − ) ( )<br />
u ⋅w<br />
→<br />
→<br />
→<br />
→<br />
u ⋅ w<br />
=<br />
⎛ ⎞<br />
⎜<br />
,<br />
⎟ <br />
⎜ ⎟<br />
= 160 20'46''.<br />
⎝ ⎠<br />
∧ → →<br />
u w<br />
− 2 −12<br />
2 2 2<br />
( −1)<br />
+ 4 ⋅ 2 + ( − 3)<br />
→<br />
→<br />
( a,<br />
3)<br />
e y ( 1, b)<br />
.<br />
Consi<strong>de</strong>ra los <strong>vectores</strong> x<br />
<br />
sean perpendiculares<br />
y que x = 5.<br />
Solución:<br />
1.º )<br />
2.º )<br />
Para que<br />
⋅ → →<br />
→<br />
x<br />
e<br />
→<br />
y<br />
( a,<br />
3)<br />
⋅ ( −1,<br />
)<br />
2<br />
=<br />
−14<br />
−14<br />
= = −0,<br />
94<br />
17 ⋅ 13 221<br />
− Halla los valores <strong>de</strong> a y b para que x e y<br />
sean perpendiculares,<br />
su producto escalar ha <strong>de</strong> ser cero, es <strong>de</strong>cir<br />
b = −a<br />
+ 3b<br />
= 0 → b<br />
a<br />
3<br />
x y =<br />
=<br />
Hallamos el módulo<br />
<strong>de</strong><br />
→<br />
x<br />
e igualamos a 5:<br />
2 2 2<br />
x = a + 3 = a + 9 = 5 → a<br />
<br />
2<br />
+ 9 = 25<br />
=<br />
→<br />
:<br />
→<br />
16
2<br />
a = 25 − 9 = 16 → a = ±<br />
⎧<br />
⎪a<br />
= 4<br />
16 → ⎨<br />
⎪a<br />
= −4<br />
⎪⎩<br />
→<br />
→<br />
4<br />
b =<br />
3<br />
4<br />
b = −<br />
3<br />
Por tanto, hay dos posibilida<strong>de</strong>s:<br />
a<br />
1<br />
4<br />
4<br />
= 4, b1<br />
= ; a2<br />
= −4,<br />
b2<br />
= −<br />
3<br />
3<br />
Ejercicio nº 15.-<br />
a) Halla el ángulo que forman los <strong>vectores</strong><br />
→ 3 4 →<br />
⎛ − ⎞<br />
a ⎜ , ⎟ y b ( 1, 1)<br />
⎝ 5 5 ⎠<br />
→<br />
⎛ 3 − 4 ⎞<br />
b) ¿Cuál sería el valor <strong>de</strong> x para que el vector u<br />
⎟<br />
⎝ 5 5 ⎠<br />
Solución:<br />
⎛ ⎞<br />
⎜ ⎟<br />
⎜ ⎟<br />
=<br />
⎝ ⎠<br />
∧<br />
→ →<br />
a) cos a,<br />
c<br />
→<br />
→ →<br />
a⋅<br />
b<br />
→<br />
a<br />
⋅<br />
→<br />
b<br />
=<br />
⎛ ⎞<br />
⎜<br />
,<br />
⎟ <br />
⎜ ⎟<br />
= 98 7'48''<br />
⎝ ⎠<br />
∧<br />
→ →<br />
a c<br />
→<br />
→<br />
9<br />
25<br />
3 4<br />
−<br />
5 5<br />
16<br />
+ ⋅<br />
25<br />
1<br />
−<br />
−<br />
=<br />
5 1<br />
= = −0,<br />
14<br />
2 5 2<br />
1+<br />
1<br />
→<br />
( 1,<br />
x ) fuera perpendicular<br />
a a ⎜ , ?<br />
b) Para que u y a sean perpendiculares,<br />
su producto escalar <strong>de</strong>be ser cero:<br />
⎛ 3 − 4 ⎞ 3 4<br />
⋅ = ( 1 , ) ⋅ ⎜ , ⎟ = − = 0<br />
⎝ 5 5 ⎠ 5 5<br />
→ 3 − 4 = 0 →<br />
3<br />
=<br />
4<br />
→ →<br />
x<br />
u<br />
a x<br />
x x<br />
→<br />
17