Trigonometria Exemplos

Encontre uma base ortonormal pelo método de Gram-Schmidt
S={(1,1,1),(0,1,1)}S={(1,1,1),(0,1,1)}
Etapa 1
Atribua um nome para cada vetor.
u⃗1=(1,1,1)u⃗1=(1,1,1)
u⃗2=(0,1,1)u⃗2=(0,1,1)
Etapa 2
O primeiro vetor ortogonal é o primeiro vetor no conjunto dado de vetores.
v⃗1=u⃗1=(1,1,1)v⃗1=u⃗1=(1,1,1)
Etapa 3
Use a fórmula para encontrar os outros vetores ortogonais.
v⃗k=u⃗k-k-1i=1projv⃗i(u⃗k)v⃗k=u⃗kk1i=1projv⃗i(u⃗k)
Etapa 4
Encontre o vetor ortogonal v⃗2v⃗2.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.1
Use a fórmula para encontrar v⃗2v⃗2.
v⃗2=u⃗2-projv⃗1(u⃗2)v⃗2=u⃗2projv⃗1(u⃗2)
Etapa 4.2
Substitua (0,1,1)(0,1,1) por u⃗2u⃗2.
v⃗2=(0,1,1)-projv⃗1(u⃗2)v⃗2=(0,1,1)projv⃗1(u⃗2)
Etapa 4.3
Encontre projv⃗1(u⃗2)projv⃗1(u⃗2).
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.1
Encontre o produto escalar.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.1.1
O produto escalar de dois vetores é a soma dos produtos dos seus componentes.
u⃗2v⃗1=01+11+11u⃗2v⃗1=01+11+11
Etapa 4.3.1.2
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.1.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.1.2.1.1
Multiplique 00 por 11.
u⃗2v⃗1=0+11+11u⃗2v⃗1=0+11+11
Etapa 4.3.1.2.1.2
Multiplique 11 por 11.
u⃗2v⃗1=0+1+11u⃗2v⃗1=0+1+11
Etapa 4.3.1.2.1.3
Multiplique 11 por 11.
u⃗2v⃗1=0+1+1u⃗2v⃗1=0+1+1
u⃗2v⃗1=0+1+1u⃗2v⃗1=0+1+1
Etapa 4.3.1.2.2
Some 00 e 11.
u⃗2v⃗1=1+1u⃗2v⃗1=1+1
Etapa 4.3.1.2.3
Some 11 e 11.
u⃗2v⃗1=2u⃗2v⃗1=2
u⃗2v⃗1=2u⃗2v⃗1=2
u⃗2v⃗1=2u⃗2v⃗1=2
Etapa 4.3.2
Encontre a norma de v⃗1=(1,1,1)v⃗1=(1,1,1).
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.2.1
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
||v⃗1||=12+12+12||v⃗1||=12+12+12
Etapa 4.3.2.2
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.2.2.1
Um elevado a qualquer potência é um.
||v⃗1||=1+12+12||v⃗1||=1+12+12
Etapa 4.3.2.2.2
Um elevado a qualquer potência é um.
||v⃗1||=1+1+12||v⃗1||=1+1+12
Etapa 4.3.2.2.3
Um elevado a qualquer potência é um.
||v⃗1||=1+1+1||v⃗1||=1+1+1
Etapa 4.3.2.2.4
Some 11 e 11.
||v⃗1||=2+1||v⃗1||=2+1
Etapa 4.3.2.2.5
Some 22 e 11.
||v⃗1||=3||v⃗1||=3
||v⃗1||=3||v⃗1||=3
||v⃗1||=3||v⃗1||=3
Etapa 4.3.3
Encontre a projeção de u⃗2u⃗2 em v⃗1v⃗1 usando a fórmula de projeção.
projv⃗1(u⃗2)=u⃗2v⃗1||v⃗1||2×v⃗1projv⃗1(u⃗2)=u⃗2v⃗1||v⃗1||2×v⃗1
Etapa 4.3.4
Substitua 22 por u⃗2v⃗1u⃗2v⃗1.
projv⃗1(u⃗2)=2||v⃗1||2×v⃗1projv⃗1(u⃗2)=2||v⃗1||2×v⃗1
Etapa 4.3.5
Substitua 33 por ||v⃗1||||v⃗1||.
projv⃗1(u⃗2)=232×v⃗1projv⃗1(u⃗2)=232×v⃗1
Etapa 4.3.6
Substitua (1,1,1)(1,1,1) por v⃗1v⃗1.
projv⃗1(u⃗2)=232×(1,1,1)projv⃗1(u⃗2)=232×(1,1,1)
Etapa 4.3.7
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.7.1
Reescreva 3232 como 33.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.7.1.1
Use nax=axnnax=axn para reescrever 33 como 312312.
projv⃗1(u⃗2)=2(312)2×(1,1,1)projv⃗1(u⃗2)=2(312)2×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.1.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, (am)n=amn(am)n=amn.
projv⃗1(u⃗2)=23122×(1,1,1)projv⃗1(u⃗2)=23122×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.1.3
Combine 1212 e 22.
projv⃗1(u⃗2)=2322×(1,1,1)projv⃗1(u⃗2)=2322×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.1.4
Cancele o fator comum de 22.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.7.1.4.1
Cancele o fator comum.
projv⃗1(u⃗2)=2322×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.1.4.2
Reescreva a expressão.
projv⃗1(u⃗2)=231×(1,1,1)
projv⃗1(u⃗2)=231×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.1.5
Avalie o expoente.
projv⃗1(u⃗2)=23×(1,1,1)
projv⃗1(u⃗2)=23×(1,1,1)
Etapa 4.3.7.2
Multiplique 23 por cada elemento da matriz.
projv⃗1(u⃗2)=(231,231,231)
Etapa 4.3.7.3
Simplifique cada elemento da matriz.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.3.7.3.1
Multiplique 23 por 1.
projv⃗1(u⃗2)=(23,231,231)
Etapa 4.3.7.3.2
Multiplique 23 por 1.
projv⃗1(u⃗2)=(23,23,231)
Etapa 4.3.7.3.3
Multiplique 23 por 1.
projv⃗1(u⃗2)=(23,23,23)
projv⃗1(u⃗2)=(23,23,23)
projv⃗1(u⃗2)=(23,23,23)
projv⃗1(u⃗2)=(23,23,23)
Etapa 4.4
Substitua a projeção.
v⃗2=(0,1,1)-(23,23,23)
Etapa 4.5
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.5.1
Combine cada componente dos vetores.
(0-(23),1-(23),1-(23))
Etapa 4.5.2
Subtraia 23 de 0.
(-23,1-(23),1-(23))
Etapa 4.5.3
Escreva 1 como uma fração com um denominador comum.
(-23,33-23,1-(23))
Etapa 4.5.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
(-23,3-23,1-(23))
Etapa 4.5.5
Subtraia 2 de 3.
(-23,13,1-(23))
Etapa 4.5.6
Escreva 1 como uma fração com um denominador comum.
(-23,13,33-23)
Etapa 4.5.7
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
(-23,13,3-23)
Etapa 4.5.8
Subtraia 2 de 3.
v⃗2=(-23,13,13)
v⃗2=(-23,13,13)
v⃗2=(-23,13,13)
Etapa 5
Encontre a base ortonormal dividindo cada vetor ortogonal por sua norma.
Span{v⃗1||v⃗1||,v⃗2||v⃗2||}
Etapa 6
Encontre o vetor unitário v⃗1||v⃗1|| onde v⃗1=(1,1,1).
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1
Para encontrar um vetor unitário na mesma direção de um vetor v⃗, divida pela norma de v⃗.
v⃗|v⃗|
Etapa 6.2
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
12+12+12
Etapa 6.3
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.1
Um elevado a qualquer potência é um.
1+12+12
Etapa 6.3.2
Um elevado a qualquer potência é um.
1+1+12
Etapa 6.3.3
Um elevado a qualquer potência é um.
1+1+1
Etapa 6.3.4
Some 1 e 1.
2+1
Etapa 6.3.5
Some 2 e 1.
3
3
Etapa 6.4
Divida o vetor por sua norma.
(1,1,1)3
Etapa 6.5
Divida cada elemento no vetor por 3.
(13,13,13)
(13,13,13)
Etapa 7
Encontre o vetor unitário v⃗2||v⃗2|| onde v⃗2=(-23,13,13).
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.1
Para encontrar um vetor unitário na mesma direção de um vetor v⃗, divida pela norma de v⃗.
v⃗|v⃗|
Etapa 7.2
A norma é a raiz quadrada da soma dos quadrados de cada elemento do vetor.
(-23)2+(13)2+(13)2
Etapa 7.3
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.1
Use a regra da multiplicação de potências (ab)n=anbn para distribuir o expoente.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.1.1
Aplique a regra do produto a -23.
(-1)2(23)2+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.1.2
Aplique a regra do produto a 23.
(-1)22232+(13)2+(13)2
(-1)22232+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.2
Eleve -1 à potência de 2.
12232+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.3
Multiplique 2232 por 1.
2232+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.4
Eleve 2 à potência de 2.
432+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.5
Eleve 3 à potência de 2.
49+(13)2+(13)2
Etapa 7.3.6
Aplique a regra do produto a 13.
49+1232+(13)2
Etapa 7.3.7
Um elevado a qualquer potência é um.
49+132+(13)2
Etapa 7.3.8
Eleve 3 à potência de 2.
49+19+(13)2
Etapa 7.3.9
Aplique a regra do produto a 13.
49+19+1232
Etapa 7.3.10
Um elevado a qualquer potência é um.
49+19+132
Etapa 7.3.11
Eleve 3 à potência de 2.
49+19+19
Etapa 7.3.12
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
4+19+19
Etapa 7.3.13
Some 4 e 1.
59+19
Etapa 7.3.14
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
5+19
Etapa 7.3.15
Some 5 e 1.
69
Etapa 7.3.16
Cancele o fator comum de 6 e 9.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.16.1
Fatore 3 de 6.
3(2)9
Etapa 7.3.16.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.16.2.1
Fatore 3 de 9.
3233
Etapa 7.3.16.2.2
Cancele o fator comum.
3233
Etapa 7.3.16.2.3
Reescreva a expressão.
23
23
23
Etapa 7.3.17
Reescreva 23 como 23.
23
23
Etapa 7.4
Divida o vetor por sua norma.
(-23,13,13)23
Etapa 7.5
Divida cada elemento no vetor por 23.
(-2323,1323,1323)
Etapa 7.6
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.6.1
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
(-2332,1323,1323)
Etapa 7.6.2
Multiplique 32 por 23.
(-3223,1323,1323)
Etapa 7.6.3
Mova 2 para a esquerda de 3.
(-2323,1323,1323)
Etapa 7.6.4
Mova 3 para a esquerda de 2.
(-2332,1323,1323)
Etapa 7.6.5
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
(-2332,1332,1323)
Etapa 7.6.6
Multiplique 13 por 32.
(-2332,332,1323)
Etapa 7.6.7
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
(-2332,332,1332)
Etapa 7.6.8
Multiplique 13 por 32.
(-2332,332,332)
(-2332,332,332)
(-2332,332,332)
Etapa 8
Substitua os valores conhecidos.
Span{(13,13,13),(-2332,332,332)}
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