IDZ Ryabushko 2.2 Opção 24

Nº 1 Vetores são fornecidos. É necessário: a) calcular o produto misto de três vetores; b) encontre o módulo do produto vetorial; c) calcular o produto escalar de dois vetores; d) verificar se dois vetores são colineares ou ortogonais; e) verificar se os três vetores são coplanares.

uma(3;-1;2); b(-1;5;-4); c(6;-2;4).

a) O produto misto de três vetores a, b e c pode ser calculado usando a fórmula: (a, b, c) = a * (b x c), onde * é a multiplicação de um escalar por um vetor, x é o vetor produtos.

(a, b, c) = (3, -1, 2) * (-1, 5, -4) x (6, -2, 4) = (3, -1, 2) * (-22, 24 , 28) = -178

b) O módulo do produto vetorial de dois vetores aeb pode ser calculado usando a fórmula: |a x b| = sqrt((a x b) * (a x b)), onde sqrt é a raiz quadrada.

|a x b| = |(-1, 5, -4) x (6, -2, 4)| = quadrado((-18)^2 + (-16)^2 + (-28)^2) = quadrado(1240) ≈ 35,226

c) O produto escalar de dois vetores aeb pode ser calculado usando a fórmula: a * b = ax * bx + ay * by + az * bz.

a * b = (3, -1, 2) * (-1, 5, -4) = 3 * (-1) + (-1) * 5 + 2 * (-4) = -17

d) Dois vetores são colineares se forem paralelos e tiverem sentido igual ou oposto. Dois vetores são ortogonais se seu produto escalar for 0.

Os vetores aeb não são colineares porque seu produto vetorial não é 0. Eles também não são ortogonais porque seu produto escalar não é 0.

a x b = (-1, 5, -4) x (3, -1, 2) = (18, 10, 14) ≠ 0 a * b = -17 ≠ 0

e) Três vetores são coplanares se seu produto misto for igual a 0.

(a, b, c) = (3, -1, 2) * (-1, 5, -4) x (6, -2, 4) = -178 ≠ 0, portanto, os vetores a, b e c são não coplanar.

Nº 2 Os vértices da pirâmide estão localizados nos pontos A(7;4;2); B(–5;3;–9); C(1;–5;3); D(7;–9;1).

Para resolver o problema, é necessário encontrar as coordenadas dos vetores que ligam o topo da pirâmide D aos pontos base A, B e C.

AD = (7, -9, 1) - (7, 4, 2) = (0, -13, -1) BD = (-5, 3, -9) - (7, 4, 2) = (- 12, -1, -11) CD = (1, -5, 3) - (7, 4, 2) = (-6, -9, 1)

Agora você pode encontrar a área da base da pirâmide, que é igual à área do triângulo ABC, e calcular metade dela como a área do triângulo ABD.

Para fazer isso, você pode usar a fórmula de Heron:

p = (AB + BC + CA) / 2

S(ABC) = sqrt(p*(p-AB)*(p-BC)*(p-CA))

onde AB, BC e CA são os comprimentos dos lados do triângulo ABC, p é o semiperímetro.

AB = |BD| ≈ 16,492 AC = |CD| ≈ 11,402 CA = |AC| ≈ 11.180

p = (16,492 + 11,402 + 11,180) / 2 ≈ 19,537

S(ABC) = sqrt(19,537 * (19,537 - 16,492) * (19,537 - 11,402) * (19,537 - 11,180)) ≈ 48,354

S(ABD) = S(ABC) / 2 ≈ 24,177

Agora você pode encontrar a altura da pirâmide usando a fórmula do volume da pirâmide:

V = (1/3) * S(ABD) * h

onde V é o volume da pirâmide, S(ABD) é a área da base, h é a altura da pirâmide.

Sabe-se que o ponto D está na altura da pirâmide que passa por seu topo e base, portanto a altura da pirâmide é igual ao comprimento do vetor que projeta o vetor AD na perpendicular baixada do ponto D no plano ABC.

h = |proj_CD(AD)| = |DE ANÚNCIOS *n| / |n|

onde n é o vetor normal unitário ao plano ABC, igual ao produto vetorial dos vetores AB e AC, normalizado pelo comprimento.

n = (AB x AC) / |AB x AC| ≈ (-3,034, -8,759, -3,635)

ANÚNCIO * n ≈ 129,658 |n| ≈ 10,651

h ≈ 12,165

Assim, a altura da pirâmide é de aproximadamente 12,165.

IDZ Ryabushko 2.2 Opção 24

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