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v1 · padrão canônico

Lezione 26 — Vettori nel piano

Vettore come oggetto con modulo, direzione e verso. Addizione, moltiplicazione per scalare, decomposizione.

Used in: 1.º ano do EM (15–16 anos) · Equiv. Math I japonês §A — Vetores · Equiv. Klasse 11 alemã — Vektoren

v=(v1,v2),v=v12+v22,u+v=(u1+v1,u2+v2)\vec{v} = (v_1, v_2), \quad |\vec{v}| = \sqrt{v_1^2 + v_2^2}, \quad \vec{u} + \vec{v} = (u_1+v_1, u_2+v_2)
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Vettori in ℝ²

Operazioni

  • Somma: u+v=(u1+v1,u2+v2)\vec u + \vec v = (u_1 + v_1, u_2 + v_2).
  • Scalare: αv=(αv1,αv2)\alpha \vec v = (\alpha v_1, \alpha v_2).
  • Sottrazione: uv=(u1v1,u2v2)\vec u - \vec v = (u_1 - v_1, u_2 - v_2).

Modulo (norma)

v=v12+v22|\vec v| = \sqrt{v_1^2 + v_2^2}

Vettore unitario

v^=v/v\hat v = \vec v / |\vec v| ha modulo 1. Versore.

Vettori canonici

ı^=(1,0)\hat\imath = (1, 0), ȷ^=(0,1)\hat\jmath = (0, 1). Ogni vettore: v=v1ı^+v2ȷ^\vec v = v_1 \hat\imath + v_2 \hat\jmath.

Proprietà

  • Commutativa: u+v=v+u\vec u + \vec v = \vec v + \vec u.
  • Associativa: (u+v)+w=u+(v+w)(\vec u + \vec v) + \vec w = \vec u + (\vec v + \vec w).
  • Identità: 0=(0,0)\vec 0 = (0, 0), v+0=v\vec v + \vec 0 = \vec v.
  • Opposto: v+(v)=0\vec v + (-\vec v) = \vec 0.
  • Distributiva: α(u+v)=αu+αv\alpha(\vec u + \vec v) = \alpha \vec u + \alpha \vec v.

Queste 8 proprietà caratterizzano uno spazio vettoriale — visto formalmente in algebra lineare (Trim 12).

Regola del parallelogramma

u+v\vec u + \vec v è la diagonale del parallelogramma formato da u\vec u e v\vec v.

Exercise list

32 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 20Modeling 10Challenge 2
  1. Ex. 26.1Application
    Calcola (3,4)+(1,2)(3, 4) + (1, 2).
  2. Ex. 26.2Application
    Calcola 2(3,1)2 \cdot (3, -1).
  3. Ex. 26.3Application
    Calcola (5,7)(2,3)(5, 7) - (2, 3).
  4. Ex. 26.4Application
    Modulo di (3,4)(3, 4).
  5. Ex. 26.5Application
    Modulo di (5,12)(5, -12).
  6. Ex. 26.6ApplicationAnswer key
    Vettore unitario nella direzione di (6,8)(6, 8).
  7. Ex. 26.7Application
    Per u=(1,2)\vec u = (1, 2), v=(3,1)\vec v = (3, -1): calcola u+v\vec u + \vec v, 2uv2\vec u - \vec v, u+v|\vec u + \vec v|.
  8. Ex. 26.8ApplicationAnswer key
    Mostra che (3,4)(3, 4) e (3,4)(-3, -4) sono opposti.
  9. Ex. 26.9Application
    Decomporre v=(5,5)\vec v = (5, 5) nella base canonica (ı^,ȷ^)(\hat\imath, \hat\jmath).
  10. Ex. 26.10Application
    Vettore con stesso modulo di (3,4)(3, 4) ma direzione opposta.
  11. Ex. 26.11Application
    Vettore di modulo 10 nella direzione di (3,4)(3, 4).
  12. Ex. 26.12ApplicationAnswer key
    Trova v\vec v tale che v+(2,1)=(5,7)\vec v + (2, -1) = (5, 7).
  13. Ex. 26.13Application
    Mostra αv=αv|\alpha \vec v| = |\alpha| |\vec v| per αR\alpha \in \mathbb{R}.
  14. Ex. 26.14Application
    Vettore da A=(1,2)A = (1, 2) a B=(5,8)B = (5, 8) è AB\vec{AB}. Calcola.
  15. Ex. 26.15ApplicationAnswer key
    Triangolo A=(0,0)A = (0,0), B=(4,0)B = (4,0), C=(2,3)C = (2, 3). Calcola AB\vec{AB}, BC\vec{BC}, CA\vec{CA} e mostra che sommano a zero.
  16. Ex. 26.16ApplicationAnswer key
    Vettore unitario nella direzione dell'asse yy positivo: ȷ^=(0,1)\hat\jmath = (0, 1).
  17. Ex. 26.17Application
    Per u=(4,3)\vec u = (4, 3), calcola un vettore perpendicolare di stesso modulo. (Risp: (3,4)(-3, 4) o (3,4)(3, -4).)
  18. Ex. 26.18Application
    Per quale kk vale (k,3)=5|(k, 3)| = 5?
  19. Ex. 26.19Application
    Determina α,β\alpha, \beta tali che α(1,0)+β(0,1)=(3,7)\alpha(1, 0) + \beta(0, 1) = (3, 7).
  20. Ex. 26.20Application
    Combinazione lineare w=2u3v\vec w = 2\vec u - 3\vec v con u=(1,2)\vec u = (1,2), v=(1,1)\vec v = (-1, 1).
  21. Ex. 26.21ModelingAnswer key
    In meccanica, forza F1=(3,4)\vec F_1 = (3, 4) N e F2=(1,2)\vec F_2 = (-1, 2) N agiscono su corpo. Risultante?
  22. Ex. 26.22ModelingAnswer key
    Fiume con corrente c=(3,0)\vec c = (3, 0) km/h, barca con motore m=(0,4)\vec m = (0, 4) km/h. Velocità risultante. Traiettoria se lascia la riva?
  23. Ex. 26.23Modeling
    Pilota a 500 km/h in rotta 060°060° NE con vento 8080 km/h proveniente da est. Velocità risultante (modulo e angolo).
  24. Ex. 26.24Modeling
    Traiettoria di aereo sotto 2 venti consecutivi: v1=(200,100)\vec v_1 = (200, 100) nel primo segmento, v2=(300,50)\vec v_2 = (300, -50) nel secondo. Tempo di ogni segmento: 1h. Posizione finale?
  25. Ex. 26.25Modeling
    In routing di pacchetti in rete, vettore di salti è (lat, long, lat, long, ...) — modella 3 salti consecutivi.
  26. Ex. 26.26Modeling
    Nei giochi, giocatore in (10,20)(10, 20) si muove con velocità (5,3)(5, -3) al secondo. Posizione a 4 s?
  27. Ex. 26.27Modeling
    Embeddings in ML: parola "re" (0.3,0.5,0.2,...)\approx (0.3, 0.5, 0.2, ...), "regina" (0.3,0.6,0.1,...)\approx (0.3, 0.6, 0.1, ...). Distanza vettoriale è prossimità semantica.
  28. Ex. 26.28Modeling
    In GPS, la tua posizione è un vettore 3D. Movimento è un vettore velocità. Accelerazione istantanea riportata da accelerometro: vettore.
  29. Ex. 26.29Modeling
    In statica, 3 cavi tirano punto PP con forze F1=(5,0)\vec F_1 = (5, 0), F2=(3,4)\vec F_2 = (-3, 4), F3=(?,?)\vec F_3 = (?, ?). Per equilibrio, F3=?\vec F_3 = ?.
  30. Ex. 26.30Modeling
    In robotica 2D, braccio con 2 segmenti. Primo segmento nella direzione u1=(cos30°,sin30°)50\vec u_1 = (\cos 30°, \sin 30°) \cdot 50 cm. Secondo nella direzione u2\vec u_2. Posizione finale è u1+u2\vec u_1 + \vec u_2.
  31. Ex. 26.31Challenge
    Mostra che se u+v=0\vec u + \vec v = \vec 0, allora v=u\vec v = -\vec u.
  32. Ex. 26.32ChallengeAnswer key
    Un vettore v\vec v ha modulo 10 e forma un angolo di 60°60° con l'asse xx positivo. Componenti?

Fonti di questa lezione

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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