En este apartado se introduce el concepto de vectores en el
espacio n-dimensional asi como el concepto producto punto
entre vectores en el espacio n-dimensional. Se incluyen
anotaciones geom´etricas sobre estos conceptos.
vector
Un vector n es arreglo vertical de
n numeros reales de la forma:
Igualdad entre
vectores
Dos vectores x y y se dicen vectores
iguales si tienen la misma
dimensión y las coordenadas
correspondientes son todas iguales.
Suma entre
vectores
La suma entre vectores x y y sólo puede
realizarse cuando los vectores tienen la misma
dimensión, en cuyo caso la suma se calcula:
Producto por
escalares
El producto de un escalar c (número real) por un vector x da
como resultado un vector. Este producto se define como:
Propiedades: Las operaciones de
suma entre vectores y producto de
un escalar por un vector satisfacen
las siguientes propiedades:
1.- Ley asociativa de la suma de vectores:
2.- Ley conmutativa de la suma de vectores:
3.- Vector cero:
4.- Inversos aditivos:
5.- Propiedad distributiva del producto sobre la suma:
6.- Propiedad distributiva de la suma se escalares sobre el producto:
7.- Propiedad asociativa del producto:
8.- Propiedades generales:
Aplicaciones de vectores
Veamos ahora algunos ejemplos que
muestran la utilidad del manejo de
vectores para representar cantidades
que deben manejarse por separado.
Producto punto
Sean u =< u1, u2, · · · , un >, y ~v =< v1,
v2, · · · , vn > dos vectores cualquiera
en Rn. El producto Punto, o producto
escalar, de u y v se define como
Ortogonalidad
Dos vectores u y y, se dice que
son vectores ortogonales, si
Longitud o norma
La norma de un
vector u se define
como
Distancia entre vectores
La distancia euclidiana
entre los vectores u y
v, se define como
Vector unitario
Un vector u se dice
vector unitario, o
simplemente unitario, si
Angulo entre
vectores
El ángulo entre vectores u y v,
se define como el único
número θ (0 ≤ θ ≤ π)que cumple
Proyección ortogonal
Sean u y v dos vectores en
Rn, ninguno de los dos el
vector cero, La proyección
ortogonal de u sobre v se
define como el vector
Componente
vectorial
La componente vectorial de u
ortogonal a v se define como el vector
Propiedades del
Producto Punto
Simetría:
Adidtividad:
Homogeneidad:
Positividad:
Desigualdad de
Cauchy-Schwarz
Para cualquiera dos vectores
u y v en Rn se cumple
Desigualdad del
Triángulo
Para cualquiera dos
vectores u y v en
Rn se cumple
Teorema de
Pitágoras
Los vectores u y v
son ortogonales si
y sólo si se cumple