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Base vectorial girada

De Laplace

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# Para el caso particular en que <math>\mathrm{tg}(\theta) = 3/4</math>, particularice las ecuaciones de transformación y exprese el vector <math>\vec{F}=10\vec{\imath}-15\vec{\jmath}+3\vec{k}</math> en la nueva base.
# Para el caso particular en que <math>\mathrm{tg}(\theta) = 3/4</math>, particularice las ecuaciones de transformación y exprese el vector <math>\vec{F}=10\vec{\imath}-15\vec{\jmath}+3\vec{k}</math> en la nueva base.
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==Base ortonormal dextrógira==
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===Base ortonormal===
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Para demostrar que se tra de una base ortonormal hay que probar que son unitarios y ortogonales entre sí, es decir
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<center><math>\vec{u}_i\cdot\vec{u}_k=\begin{cases}1 & i = k \\ 0 & i\neq k\end{cases}</math></center>
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Calculamos entonces los productos escalares:
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*De <math>\vec{u}_1</math> consigo mismo
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*De <math>\vec{u}_1</math> con <math>\vec{u}_2</math> (y viceversa, por la conmutatividad)
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*De <math>\vec{u}_1</math> con <math>\vec{u}_3</math> (y viceversa). Es fácil ver que son ortogonales ya que <math>\vec{u}_1</math> no tiene componente en <math>\vec{k}</math>
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<center><math>\vec{u}_1\cdot\vec{u}_3=\vec{u}_3\cdot\vec{u}_1=\cos(\theta)(0)+\mathrm{sen}(\theta)\cdot 0 +0\cdot 1 = 0</math></center>
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*De <math>\vec{u}_2</math> consigo mismo
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<center><math>\vec{u}_2\cdot\vec{u}_2=(-\mathrm{sen}(\theta))^2+\cos^2(\theta) = 1</math></center>
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*De <math>\vec{u}_2</math> con <math>\vec{u}_3</math> (y viceversa). Se anula el producto escalar por la misma razón que el de <math>\vec{u}_1</math> con <math>\vec{u}_3</math>
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<center><math>\vec{u}_2\cdot\vec{u}_3=\vec{u}_3\cdot\vec{u}_2=-\mathrm{sen}(\theta)(0)+\cos(\theta)\cdot 0 +0\cdot 1 = 0</math></center>
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*De <math>\vec{u}_3</math> consigo mismo
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==Transformación inversa==
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==caso particular==
[[Categoría:Problemas de herramientas matemáticas (GIE)]]
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Revisión de 10:39 2 oct 2014

Contenido

1 Enunciado

Considere la terna de vectores

\vec{u}_1 =
\cos(\theta)\vec{\imath}+\mathrm{sen}(\theta)\vec{\jmath} \qquad
\vec{u}_2 =
-\mathrm{sen}(\theta)\vec{\imath}+\cos(\theta)\vec{\jmath} \qquad
\vec{u}_3 = \vec{k}
  1. Pruebe que constituyen una base ortonormal dextrógira. ¿Cómo están situados estos vectores?
  2. Halle la transformación inversa, es decir, exprese \{\vec{\imath},\vec{\jmath},\vec{k}\} como combinación de \{\vec{u}_1,\vec{u}_2,\vec{u}_3\}.
  3. Para el caso particular en que tg(θ) = 3 / 4, particularice las ecuaciones de transformación y exprese el vector \vec{F}=10\vec{\imath}-15\vec{\jmath}+3\vec{k} en la nueva base.

2 Base ortonormal dextrógira

2.1 Base ortonormal

Para demostrar que se tra de una base ortonormal hay que probar que son unitarios y ortogonales entre sí, es decir

\vec{u}_i\cdot\vec{u}_k=\begin{cases}1 & i = k \\ 0 & i\neq k\end{cases}

Calculamos entonces los productos escalares:

  • De \vec{u}_1 consigo mismo
\vec{u}_1\cdot\vec{u}_1=\cos^2(\theta)+\mathrm{sen}^2(\theta) = 1
  • De \vec{u}_1 con \vec{u}_2 (y viceversa, por la conmutatividad)
\vec{u}_1\cdot\vec{u}_2=\vec{u}_2\cdot\vec{u}_1=\cos(\theta)(-\mathrm{sen}(theta))+\mathrm{sen}(\theta)\cos(\theta) = 0
  • De \vec{u}_1 con \vec{u}_3 (y viceversa). Es fácil ver que son ortogonales ya que \vec{u}_1 no tiene componente en \vec{k}
\vec{u}_1\cdot\vec{u}_3=\vec{u}_3\cdot\vec{u}_1=\cos(\theta)(0)+\mathrm{sen}(\theta)\cdot 0 +0\cdot 1 = 0
  • De \vec{u}_2 consigo mismo
\vec{u}_2\cdot\vec{u}_2=(-\mathrm{sen}(\theta))^2+\cos^2(\theta) = 1
  • De \vec{u}_2 con \vec{u}_3 (y viceversa). Se anula el producto escalar por la misma razón que el de \vec{u}_1 con \vec{u}_3
\vec{u}_2\cdot\vec{u}_3=\vec{u}_3\cdot\vec{u}_2=-\mathrm{sen}(\theta)(0)+\cos(\theta)\cdot 0 +0\cdot 1 = 0
  • De \vec{u}_3 consigo mismo
\vec{u}_3\cdot\vec{u}_3=\vec{k}\cdot\vec{k} = 1


3 Transformación inversa

4 caso particular

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