Álgebra linear Exemplos
(1,-1,2)(1,−1,2) , (0,3,1)(0,3,1)
Etapa 1
Use a fórmula do produto vetorial para encontrar o ângulo entre dois vetores.
θ=arcsin(|a⃗×b⃗||a⃗||b⃗|)θ=arcsin(|a⃗×b⃗||a⃗||b⃗|)
Etapa 2
Etapa 2.1
O produto vetorial de dois vetores a⃗a⃗ e b⃗b⃗ pode ser escrito como um determinante com os vetores unitários padrão de ℝ3R3 e os elementos dos vetores dados.
a⃗×b⃗=a⃗×b⃗=|îĵk̂a1a2a3b1b2b3|a⃗×b⃗=a⃗×b⃗=∣∣
∣
∣∣îĵk̂a1a2a3b1b2b3∣∣
∣
∣∣
Etapa 2.2
Configure o determinante com os valores dados.
a⃗×b⃗=|îĵk̂1-12031|a⃗×b⃗=∣∣
∣
∣∣îĵk̂1−12031∣∣
∣
∣∣
Etapa 2.3
Escolha a linha ou coluna com mais elementos 00. Se não houver elementos 00, escolha qualquer linha ou coluna. Multiplique cada elemento na linha 11 por seu cofator e some.
Etapa 2.3.1
Considere o gráfico de sinais correspondente.
|+-+-+-+-+|∣∣
∣∣+−+−+−+−+∣∣
∣∣
Etapa 2.3.2
O cofator é o menor com o sinal alterado se os índices corresponderem a uma posição -− no gráfico de sinais.
Etapa 2.3.3
O menor para a11a11 é o determinante com a linha 11 e a coluna 11 excluídas.
|-1231|∣∣∣−1231∣∣∣
Etapa 2.3.4
Multiplique o elemento a11a11 por seu cofator.
|-1231|î∣∣∣−1231∣∣∣î
Etapa 2.3.5
O menor para a12a12 é o determinante com a linha 11 e a coluna 22 excluídas.
|1201|∣∣∣1201∣∣∣
Etapa 2.3.6
Multiplique o elemento a12a12 por seu cofator.
-|1201|ĵ−∣∣∣1201∣∣∣ĵ
Etapa 2.3.7
O menor para a13a13 é o determinante com a linha 11 e a coluna 33 excluídas.
|1-103|∣∣∣1−103∣∣∣
Etapa 2.3.8
Multiplique o elemento a13a13 por seu cofator.
|1-103|k̂∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.3.9
Adicione os termos juntos.
a⃗×b⃗=|-1231|î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=∣∣∣−1231∣∣∣î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=|-1231|î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=∣∣∣−1231∣∣∣î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.4
Avalie |-1231|∣∣∣−1231∣∣∣.
Etapa 2.4.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cb∣∣∣abcd∣∣∣=ad−cb.
a⃗×b⃗=(-1⋅1-3⋅2)î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=(−1⋅1−3⋅2)î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.4.2
Simplifique o determinante.
Etapa 2.4.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.4.2.1.1
Multiplique -1−1 por 11.
a⃗×b⃗=(-1-3⋅2)î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=(−1−3⋅2)î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.4.2.1.2
Multiplique -3−3 por 22.
a⃗×b⃗=(-1-6)î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=(−1−6)î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=(-1-6)î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=(−1−6)î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.4.2.2
Subtraia 66 de -1−1.
a⃗×b⃗=-7î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=-7î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=-7î-|1201|ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−∣∣∣1201∣∣∣ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.5
Avalie |1201|∣∣∣1201∣∣∣.
Etapa 2.5.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cb∣∣∣abcd∣∣∣=ad−cb.
a⃗×b⃗=-7î-(1⋅1+0⋅2)ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−(1⋅1+0⋅2)ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.5.2
Simplifique o determinante.
Etapa 2.5.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.5.2.1.1
Multiplique 11 por 11.
a⃗×b⃗=-7î-(1+0⋅2)ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−(1+0⋅2)ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.5.2.1.2
Multiplique 00 por 22.
a⃗×b⃗=-7î-(1+0)ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−(1+0)ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=-7î-(1+0)ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−(1+0)ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.5.2.2
Some 11 e 00.
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+|1-103|k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+∣∣∣1−103∣∣∣k̂
Etapa 2.6
Avalie |1-103|∣∣∣1−103∣∣∣.
Etapa 2.6.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cb∣∣∣abcd∣∣∣=ad−cb.
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+(1⋅3+0⋅-1)k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+(1⋅3+0⋅−1)k̂
Etapa 2.6.2
Simplifique o determinante.
Etapa 2.6.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.2.1.1
Multiplique 33 por 11.
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+(3+0⋅-1)k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+(3+0⋅−1)k̂
Etapa 2.6.2.1.2
Multiplique 00 por -1−1.
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+(3+0)k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+(3+0)k̂
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+(3+0)k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+(3+0)k̂
Etapa 2.6.2.2
Some 33 e 00.
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+3k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+3k̂
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+3k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+3k̂
a⃗×b⃗=-7î-1⋅1ĵ+3k̂a⃗×b⃗=−7î−1⋅1ĵ+3k̂
Etapa 2.7
Multiplique -1−1 por 11.
a⃗×b⃗=-7î-ĵ+3k̂a⃗×b⃗=−7î−ĵ+3k̂
Etapa 2.8
Reescreva a resposta.
a⃗×b⃗=(-7,-1,3)a⃗×b⃗=(−7,−1,3)
a⃗×b⃗=(-7,-1,3)a⃗×b⃗=(−7,−1,3)
Etapa 3
Etapa 3.1
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
|a⃗×b⃗|=√(-7)2+(-1)2+32|a⃗×b⃗|=√(−7)2+(−1)2+32
Etapa 3.2
Simplifique.
Etapa 3.2.1
Eleve -7−7 à potência de 22.
|a⃗×b⃗|=√49+(-1)2+32|a⃗×b⃗|=√49+(−1)2+32
Etapa 3.2.2
Eleve -1−1 à potência de 22.
|a⃗×b⃗|=√49+1+32|a⃗×b⃗|=√49+1+32
Etapa 3.2.3
Eleve 33 à potência de 22.
|a⃗×b⃗|=√49+1+9|a⃗×b⃗|=√49+1+9
Etapa 3.2.4
Some 4949 e 11.
|a⃗×b⃗|=√50+9|a⃗×b⃗|=√50+9
Etapa 3.2.5
Some 5050 e 99.
|a⃗×b⃗|=√59|a⃗×b⃗|=√59
|a⃗×b⃗|=√59|a⃗×b⃗|=√59
|a⃗×b⃗|=√59|a⃗×b⃗|=√59
Etapa 4
Etapa 4.1
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
|a⃗|=√12+(-1)2+22|a⃗|=√12+(−1)2+22
Etapa 4.2
Simplifique.
Etapa 4.2.1
Um elevado a qualquer potência é um.
|a⃗|=√1+(-1)2+22|a⃗|=√1+(−1)2+22
Etapa 4.2.2
Eleve -1−1 à potência de 22.
|a⃗|=√1+1+22|a⃗|=√1+1+22
Etapa 4.2.3
Eleve 22 à potência de 22.
|a⃗|=√1+1+4|a⃗|=√1+1+4
Etapa 4.2.4
Some 11 e 11.
|a⃗|=√2+4|a⃗|=√2+4
Etapa 4.2.5
Some 22 e 44.
|a⃗|=√6|a⃗|=√6
|a⃗|=√6|a⃗|=√6
|a⃗|=√6|a⃗|=√6
Etapa 5
Etapa 5.1
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
|b⃗|=√02+32+12|b⃗|=√02+32+12
Etapa 5.2
Simplifique.
Etapa 5.2.1
Elevar 00 a qualquer potência positiva produz 00.
|b⃗|=√0+32+12|b⃗|=√0+32+12
Etapa 5.2.2
Eleve 33 à potência de 22.
|b⃗|=√0+9+12|b⃗|=√0+9+12
Etapa 5.2.3
Um elevado a qualquer potência é um.
|b⃗|=√0+9+1|b⃗|=√0+9+1
Etapa 5.2.4
Some 00 e 99.
|b⃗|=√9+1|b⃗|=√9+1
Etapa 5.2.5
Some 99 e 11.
|b⃗|=√10|b⃗|=√10
|b⃗|=√10|b⃗|=√10
|b⃗|=√10|b⃗|=√10
Etapa 6
Substitua os valores na fórmula.
θ=arcsin(√59√6√10)θ=arcsin(√59√6√10)
Etapa 7
Etapa 7.1
Simplifique o denominador.
Etapa 7.1.1
Combine usando a regra do produto para radicais.
θ=arcsin(√59√6⋅10)θ=arcsin(√59√6⋅10)
Etapa 7.1.2
Multiplique 66 por 1010.
θ=arcsin(√59√60)θ=arcsin(√59√60)
θ=arcsin(√59√60)θ=arcsin(√59√60)
Etapa 7.2
Simplifique o denominador.
Etapa 7.2.1
Reescreva 6060 como 22⋅1522⋅15.
Etapa 7.2.1.1
Fatore 44 de 6060.
θ=arcsin(√59√4(15))θ=arcsin(√59√4(15))
Etapa 7.2.1.2
Reescreva 44 como 2222.
θ=arcsin(√59√22⋅15)θ=arcsin(√59√22⋅15)
θ=arcsin(√59√22⋅15)θ=arcsin(√59√22⋅15)
Etapa 7.2.2
Elimine os termos abaixo do radical.
θ=arcsin(√592√15)θ=arcsin(√592√15)
θ=arcsin(√592√15)θ=arcsin(√592√15)
Etapa 7.3
Multiplique √592√15√592√15 por √15√15√15√15.
θ=arcsin(√592√15⋅√15√15)θ=arcsin(√592√15⋅√15√15)
Etapa 7.4
Combine e simplifique o denominador.
Etapa 7.4.1
Multiplique √592√15√592√15 por √15√15√15√15.
θ=arcsin(√59√152√15√15)θ=arcsin(√59√152√15√15)
Etapa 7.4.2
Mova √15√15.
θ=arcsin(√59√152(√15√15))θ=arcsin⎛⎜⎝√59√152(√15√15)⎞⎟⎠
Etapa 7.4.3
Eleve √15√15 à potência de 11.
θ=arcsin(√59√152(√151√15))θ=arcsin⎛⎜⎝√59√152(√151√15)⎞⎟⎠
Etapa 7.4.4
Eleve √15√15 à potência de 11.
θ=arcsin(√59√152(√151√151))θ=arcsin⎛⎜⎝√59√152(√151√151)⎞⎟⎠
Etapa 7.4.5
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+naman=am+n para combinar expoentes.
θ=arcsin(√59√152√151+1)θ=arcsin(√59√152√151+1)
Etapa 7.4.6
Some 11 e 11.
θ=arcsin(√59√152√152)θ=arcsin(√59√152√152)
Etapa 7.4.7
Reescreva √152√152 como 1515.
Etapa 7.4.7.1
Use n√ax=axnn√ax=axn para reescrever √15√15 como 15121512.
θ=arcsin(√59√152(1512)2)θ=arcsin⎛⎜
⎜⎝√59√152(1512)2⎞⎟
⎟⎠
Etapa 7.4.7.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, (am)n=amn(am)n=amn.
θ=arcsin(√59√152⋅1512⋅2)θ=arcsin(√59√152⋅1512⋅2)
Etapa 7.4.7.3
Combine 1212 e 22.
θ=arcsin(√59√152⋅1522)θ=arcsin(√59√152⋅1522)
Etapa 7.4.7.4
Cancele o fator comum de 22.
Etapa 7.4.7.4.1
Cancele o fator comum.
θ=arcsin(√59√152⋅1522)
Etapa 7.4.7.4.2
Reescreva a expressão.
θ=arcsin(√59√152⋅151)
θ=arcsin(√59√152⋅151)
Etapa 7.4.7.5
Avalie o expoente.
θ=arcsin(√59√152⋅15)
θ=arcsin(√59√152⋅15)
θ=arcsin(√59√152⋅15)
Etapa 7.5
Simplifique o numerador.
Etapa 7.5.1
Combine usando a regra do produto para radicais.
θ=arcsin(√59⋅152⋅15)
Etapa 7.5.2
Multiplique 59 por 15.
θ=arcsin(√8852⋅15)
θ=arcsin(√8852⋅15)
Etapa 7.6
Multiplique 2 por 15.
θ=arcsin(√88530)
Etapa 7.7
Avalie arcsin(√88530).
θ=82.5824442
θ=82.5824442