Álgebra linear Exemplos

Encontre o ângulo entre os vetores usando o produto vetorial
(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
Encontre o produto vetorial.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1
O produto vetorial de dois vetores a⃗a⃗ e b⃗b⃗ pode ser escrito como um determinante com os vetores unitários padrão de 3R3 e os elementos dos vetores dados.
a⃗×b⃗=a⃗×b⃗=|a1a2a3b1b2b3|a⃗×b⃗=a⃗×b⃗=∣ ∣ ∣a1a2a3b1b2b3∣ ∣ ∣
Etapa 2.2
Configure o determinante com os valores dados.
a⃗×b⃗=|1-12031|a⃗×b⃗=∣ ∣ ∣112031∣ ∣ ∣
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.
Toque para ver mais passagens...
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|1231
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|1201
Etapa 2.3.7
O menor para a13a13 é o determinante com a linha 11 e a coluna 33 excluídas.
|1-103|1103
Etapa 2.3.8
Multiplique o elemento a13a13 por seu cofator.
|1-103|1103
Etapa 2.3.9
Adicione os termos juntos.
a⃗×b⃗=|-1231|-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=12311201+1103
a⃗×b⃗=|-1231|-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=12311201+1103
Etapa 2.4
Avalie |-1231|1231.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
a⃗×b⃗=(-11-32)-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=(1132)1201+1103
Etapa 2.4.2
Simplifique o determinante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.2.1.1
Multiplique -11 por 11.
a⃗×b⃗=(-1-32)-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=(132)1201+1103
Etapa 2.4.2.1.2
Multiplique -33 por 22.
a⃗×b⃗=(-1-6)-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=(16)1201+1103
a⃗×b⃗=(-1-6)-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=(16)1201+1103
Etapa 2.4.2.2
Subtraia 66 de -11.
a⃗×b⃗=-7-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=71201+1103
a⃗×b⃗=-7-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=71201+1103
a⃗×b⃗=-7-|1201|+|1-103|a⃗×b⃗=71201+1103
Etapa 2.5
Avalie |1201|1201.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.5.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
a⃗×b⃗=-7-(11+02)+|1-103|a⃗×b⃗=7(11+02)+1103
Etapa 2.5.2
Simplifique o determinante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.5.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.5.2.1.1
Multiplique 11 por 11.
a⃗×b⃗=-7-(1+02)+|1-103|a⃗×b⃗=7(1+02)+1103
Etapa 2.5.2.1.2
Multiplique 00 por 22.
a⃗×b⃗=-7-(1+0)+|1-103|a⃗×b⃗=7(1+0)+1103
a⃗×b⃗=-7-(1+0)+|1-103|a⃗×b⃗=7(1+0)+1103
Etapa 2.5.2.2
Some 11 e 00.
a⃗×b⃗=-7-11+|1-103|a⃗×b⃗=711+1103
a⃗×b⃗=-7-11+|1-103|a⃗×b⃗=711+1103
a⃗×b⃗=-7-11+|1-103|a⃗×b⃗=711+1103
Etapa 2.6
Avalie |1-103|1103.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.6.1
O determinante de uma matriz 2×22×2 pode ser encontrado ao usar a fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
a⃗×b⃗=-7-11+(13+0-1)a⃗×b⃗=711+(13+01)
Etapa 2.6.2
Simplifique o determinante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.6.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.6.2.1.1
Multiplique 33 por 11.
a⃗×b⃗=-7-11+(3+0-1)a⃗×b⃗=711+(3+01)
Etapa 2.6.2.1.2
Multiplique 00 por -11.
a⃗×b⃗=-7-11+(3+0)a⃗×b⃗=711+(3+0)
a⃗×b⃗=-7-11+(3+0)a⃗×b⃗=711+(3+0)
Etapa 2.6.2.2
Some 33 e 00.
a⃗×b⃗=-7-11+3a⃗×b⃗=711+3
a⃗×b⃗=-7-11+3a⃗×b⃗=711+3
a⃗×b⃗=-7-11+3a⃗×b⃗=711+3
Etapa 2.7
Multiplique -11 por 11.
a⃗×b⃗=-7-+3a⃗×b⃗=7+3
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
Encontre o módulo do produto vetorial.
Toque para ver mais passagens...
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.
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Etapa 3.2.1
Eleve -77 à potência de 22.
|a⃗×b⃗|=49+(-1)2+32|a⃗×b⃗|=49+(1)2+32
Etapa 3.2.2
Eleve -11 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
Encontre a magnitude de a⃗a⃗.
Toque para ver mais passagens...
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.
Toque para ver mais passagens...
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 -11 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
Encontre a magnitude de b⃗b⃗.
Toque para ver mais passagens...
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.
Toque para ver mais passagens...
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(59610)θ=arcsin(59610)
Etapa 7
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.1
Simplifique o denominador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.1.1
Combine usando a regra do produto para radicais.
θ=arcsin(59610)θ=arcsin(59610)
Etapa 7.1.2
Multiplique 66 por 1010.
θ=arcsin(5960)θ=arcsin(5960)
θ=arcsin(5960)θ=arcsin(5960)
Etapa 7.2
Simplifique o denominador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.1
Reescreva 6060 como 22152215.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.1.1
Fatore 44 de 6060.
θ=arcsin(594(15))θ=arcsin(594(15))
Etapa 7.2.1.2
Reescreva 44 como 2222.
θ=arcsin(592215)θ=arcsin(592215)
θ=arcsin(592215)θ=arcsin(592215)
Etapa 7.2.2
Elimine os termos abaixo do radical.
θ=arcsin(59215)θ=arcsin(59215)
θ=arcsin(59215)θ=arcsin(59215)
Etapa 7.3
Multiplique 5921559215 por 15151515.
θ=arcsin(592151515)θ=arcsin(592151515)
Etapa 7.4
Combine e simplifique o denominador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.4.1
Multiplique 5921559215 por 15151515.
θ=arcsin(591521515)θ=arcsin(591521515)
Etapa 7.4.2
Mova 1515.
θ=arcsin(59152(1515))θ=arcsin59152(1515)
Etapa 7.4.3
Eleve 1515 à potência de 11.
θ=arcsin(59152(15115))θ=arcsin59152(15115)
Etapa 7.4.4
Eleve 1515 à potência de 11.
θ=arcsin(59152(151151))θ=arcsin59152(151151)
Etapa 7.4.5
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+naman=am+n para combinar expoentes.
θ=arcsin(59152151+1)θ=arcsin(59152151+1)
Etapa 7.4.6
Some 11 e 11.
θ=arcsin(59152152)θ=arcsin(59152152)
Etapa 7.4.7
Reescreva 152152 como 1515.
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Etapa 7.4.7.1
Use nax=axnnax=axn para reescrever 1515 como 15121512.
θ=arcsin(59152(1512)2)θ=arcsin⎜ ⎜59152(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(5915215122)θ=arcsin(5915215122)
Etapa 7.4.7.3
Combine 1212 e 22.
θ=arcsin(591521522)θ=arcsin(591521522)
Etapa 7.4.7.4
Cancele o fator comum de 22.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.4.7.4.1
Cancele o fator comum.
θ=arcsin(591521522)
Etapa 7.4.7.4.2
Reescreva a expressão.
θ=arcsin(59152151)
θ=arcsin(59152151)
Etapa 7.4.7.5
Avalie o expoente.
θ=arcsin(5915215)
θ=arcsin(5915215)
θ=arcsin(5915215)
Etapa 7.5
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.5.1
Combine usando a regra do produto para radicais.
θ=arcsin(5915215)
Etapa 7.5.2
Multiplique 59 por 15.
θ=arcsin(885215)
θ=arcsin(885215)
Etapa 7.6
Multiplique 2 por 15.
θ=arcsin(88530)
Etapa 7.7
Avalie arcsin(88530).
θ=82.5824442
θ=82.5824442
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