No Boletín - Cálculo de la altura de un paralelepípedo (Ex.Jun/13)
De Laplace
1 Enunciado
Sea el paralelepípedo que tiene como aristas a los tres vectores siguientes:
¿Cuánto mide la altura de este paralelepípedo si se considera que su base es la cara que tiene como lados a y ?
2 Solución
El volumen de un paralelepípedo se calcula como el valor absoluto del producto mixto de los tres vectores que definen sus aristas:
Por otra parte, si la base del paralelepípedo es la cara que tiene como lados a y , se sabe que el área de dicho paralelogramo viene dada por el módulo del producto vectorial de esos dos vectores:
Finalmente, calculamos la altura del paralelepípedo como el cociente entre su volumen y el área de su base:
Veamos ahora un procedimiento alternativo para hallar la altura. Se calcula un vector normal a la base del paralelepípedo, y dividiéndolo por su módulo (normalización) se obtiene un vector unitario en su misma dirección:
A continuación, se observa por inspección geométrica que la altura del paralelepípedo coincide con el valor absoluto de la proyección del vector-arista sobre la dirección normal a la base. Así que dicha altura se puede calcular como el valor absoluto del producto escalar del vector por el vector unitario :
expresión que, como puede comprobarse, es equivalente (por permutabilidad cíclica del producto mixto) a la del procedimiento anterior.