Vectores y coordenadas polares: dos formas de ubicar un punto
Operaciones con vectores, productos escalares y cómo las coordenadas polares se convierten a rectangulares — los pilares de las matemáticas de física e ingeniería.
Vectores en forma de componentes
Un vector v = ⟨a, b⟩ tiene magnitud |v| = √(a² + b²) y dirección θ = arctan(b/a) (ajustada según el cuadrante).
Operaciones
- Suma: ⟨a, b⟩ + ⟨c, d⟩ = ⟨a + c, b + d⟩
- Multiplicación por escalar: k·⟨a, b⟩ = ⟨ka, kb⟩
- Producto escalar: ⟨a, b⟩ · ⟨c, d⟩ = ac + bd (resultado ESCALAR)
Qué te dice el producto escalar
u · v = |u| |v| cos θ, donde θ es el ángulo entre ellos. Por lo tanto:
- u · v = 0 ⟺ u ⊥ v (ortogonales)
- u · v > 0 → ángulo agudo; u · v < 0 → obtuso
- cos θ = (u · v)/(|u| |v|) da el ángulo
Coordenadas polares
Un punto puede ubicarse mediante (r, θ), donde r es la distancia al origen y θ es el ángulo respecto al eje x positivo. Conversión a rectangulares:
- x = r cos θ
- y = r sin θ
- r² = x² + y²
- tan θ = y/x
Curvas polares comunes
- r = constante → circunferencia de ese radio centrada en el origen
- θ = constante → recta que pasa por el origen en ese ángulo
- r = a sin θ o r = a cos θ → circunferencia de diámetro a, que pasa por el origen
- r = a ± a cos θ → cardioide (forma de corazón)
- r = a sin(nθ) → rosa con n pétalos (n impar) o 2n pétalos (n par)
Comprueba lo aprendido
📌 Convertir
El punto polar (r, θ) = (4, π/2) tiene coordenadas rectangulares:
x = 4·cos(π/2) = 0; y = 4·sin(π/2) = 4.
Practica con preguntas al estilo CBE
Práctica Pre-Cálculo Sem B para vectores y polares.