En el plano cartesiano el producto escalar —también llamado producto punto, o bien, producto interno— de dos vectores y es un número real positivo que corresponde al producto de sus módulos por el coseno del ángulo que forman

 

 

y en su representación analítica, equivale a la suma del producto de sus entradas coordenada a coordenada:

 

 

 

En el espacio cartesiano, la interpretación geométrica del producto escalar es la misma pues el ángulo corresponde al ángulo que se forma en el plano que contiene a los vectores. Además, el módulo de cada vector se calcula de la misma manera pero considerando una coordenada más. El módulo de un vector también se conoce como norma:

 

 

Por ejemplo, para el vector el módulo es

 

 
¿Buscas una profesora de matematicas? Entra en Superprof, encuéntrala ¡y pide ya tu primera clase gratis!
 

Los/las mejores profesores/as de Matemáticas que están disponibles
José arturo
4.9
4.9 (53 opiniones)
José arturo
16€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Francisco javier
4.9
4.9 (42 opiniones)
Francisco javier
12€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Fátima
5
5 (18 opiniones)
Fátima
18€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Lautaro
5
5 (66 opiniones)
Lautaro
14€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Alex
5
5 (183 opiniones)
Alex
13€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
José angel
4.9
4.9 (95 opiniones)
José angel
6€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Santiago
5
5 (30 opiniones)
Santiago
15€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Pedro
5
5 (106 opiniones)
Pedro
12€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
José arturo
4.9
4.9 (53 opiniones)
José arturo
16€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Francisco javier
4.9
4.9 (42 opiniones)
Francisco javier
12€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Fátima
5
5 (18 opiniones)
Fátima
18€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Lautaro
5
5 (66 opiniones)
Lautaro
14€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Alex
5
5 (183 opiniones)
Alex
13€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
José angel
4.9
4.9 (95 opiniones)
José angel
6€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Santiago
5
5 (30 opiniones)
Santiago
15€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Pedro
5
5 (106 opiniones)
Pedro
12€
/h
Gift icon
¡1a clase gratis!
Vamos

Fórmulas del producto escalar en el espacio

 

 

Para dos vectores y en el espacio cartesiano, el producto escalar está dado por

 

 

y su representación analítica como

 

 

Y, por tanto, el ángulo como

 

 

Ejemplo:

 

1 Hallar el producto escalar de los vectores

 

 

 

 

2Calcular los módulos de los vectores y

 

 

 

 

3Determinar el ángulo que forman los vectores y

 

 

Generalizaciones del producto escalar en el espacio

 

Vectores ortogonales

 

Al igual que en el plano cartesiano, dos vectores son ortogonales si su producto escalar es cero, pues . Así, si los vectores y son ortogonales entonces

 

 

Ejercicio:

 

Calcula los valores para que el vector sea ortogonal a los vectores y

 

 

 

Así, .

 

 

Nota: Si los vectores y son paralelos, el ángulo que se forma es de y , pues .

 

Nota: Si los vectores y forman un ángulo de , pues .

 

Propiedades del producto escalar

 

1 Es conmutativo.

 

 

2 Es asociativo con respecto a la multiplicación por un escalar.

 

 

3 Es distributivo con respecto a la suma de vectores.

 

 

4 Hereda el ser positivo definido.

 

 

Interpretación geométrica del producto escalar

 

Dados dos vectores y considerando el plano que los contiene, puede interpretarse el producto escalar como el producto del módulo de un vector por el módulo de la proyección del otro vector sobre éste.

Modulo del vector U proyectado sobre el modulo del vector V

 

Como aplicando las identidades trignométricas

 

 

 

Entonces se define como la proyección del vector sobre el vector

 

 

y el vector proyección de sobre a partir de un vector con módulo la unidad paralelo a :

 

 

Ejercicio:

 

Dados los vectores y , calcula:

 

a) Los módulos de y .

 

 

 

b) El producto escalar de y .

 

 

c) El ángulo que forman.

 

 

d) La proyección de sobre .

 

 

e) La proyección de sobre .

 

 

f) Calcula el valor de para que los vectores y sean ortogonales.

 

 

Cosenos directores de una base ortonormal

 

En una base ortonormal, se llaman cosenos directores del vector a los cosenos de los ángulos que forma con cada uno de los vectores de la base. Si se consideran la base canónica , por ejemplo, se tiene que

 

 

donde se cumple que

 

Ejercicio:

 

Determinar los cosenos directores del vector con respecto a la base canónica y verifica que su suma es 1.

 

 

 

 

¿Te ha gustado este artículo? ¡Califícalo!

¿Ninguna información? ¿En serio?Ok, intentaremos hacerlo mejor la próxima vezAprobado por los pelos. ¿Puedes hacerlo mejor?Gracias. Haznos cualquier pregunta en los comentar¡Un placer poder ayudarte! :) 4.50 (10 nota(s))
Cargando...

Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗