Sari la conținut
LECȚIA 5.3 · MATEMATICĂ

Produsul scalar a doi vectori

Definiția cu cosinus, formula pe coordonate și testul de perpendicularitate.

Conținut verificat

Definiție

Produsul scalar al vectorilor u⃗\vec{u} și v⃗\vec{v} este numărul real:

u⃗⋅v⃗=∣u⃗∣⋅∣v⃗∣⋅cos⁡θ\vec{u} \cdot \vec{v} = |\vec{u}| \cdot |\vec{v}| \cdot \cos\theta

unde θ\theta este unghiul dintre ei. Rezultatul este un NUMĂR, nu un vector.

Formula pe coordonate

Pentru u⃗(x1,y1)\vec{u}(x_1, y_1) și v⃗(x2,y2)\vec{v}(x_2, y_2):

u⃗⋅v⃗=x1x2+y1y2\vec{u} \cdot \vec{v} = x_1 x_2 + y_1 y_2

Consecințe esențiale

Perpendicularitate: u⃗⊥v⃗  ⟺  u⃗⋅v⃗=0\vec{u} \perp \vec{v} \iff \vec{u} \cdot \vec{v} = 0 (pentru vectori nenuli).

Modulul prin produs scalar: u⃗⋅u⃗=∣u⃗∣2\vec{u} \cdot \vec{u} = |\vec{u}|^2.

Unghiul dintre vectori: cos⁡θ=x1x2+y1y2x12+y12⋅x22+y22\cos\theta = \dfrac{x_1 x_2 + y_1 y_2}{\sqrt{x_1^2 + y_1^2} \cdot \sqrt{x_2^2 + y_2^2}}

Exemple rezolvate

1. u⃗(2,3)\vec{u}(2, 3) și v⃗(3,−2)\vec{v}(3, -2): produsul scalar este 2⋅3+3⋅(−2)=02 \cdot 3 + 3 \cdot (-2) = 0, deci vectorii sunt perpendiculari.

2. Determină mm astfel încât a⃗(m,2)\vec{a}(m, 2) și b⃗(3,−6)\vec{b}(3, -6) să fie perpendiculari.

a⃗⋅b⃗=3m−12=0\vec{a} \cdot \vec{b} = 3m - 12 = 0, deci m=4m = 4.

3. Calculează unghiul dintre u⃗(1,0)\vec{u}(1, 0) și v⃗(1,1)\vec{v}(1, 1).

cos⁡θ=11⋅2=22\cos\theta = \dfrac{1}{1 \cdot \sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}, deci θ=π4\theta = \dfrac{\pi}{4}.

Greșeli frecvente

  1. Produsul scalar dă un număr; scrierea u⃗⋅v⃗=(…,… )\vec{u} \cdot \vec{v} = (\dots, \dots) este greșită din start.
  2. Perpendicularitatea se testează cu produsul scalar ZERO, nu cu pante (vectorii pot fi verticali).
  3. În formula unghiului, numitorul conține modulele, fiecare cu radicalul lui: nu aduna sub același radical.
EXPLOREAZĂ INTERACTIV