Mullins Boyd
12/15/2023 · High School
Hollar el area de paralelogramo cuyas diagonales son \( 2 \vec{a}-\vec{b} \) y \( 4 \vec{a}-5 \vec{b} \) donde \( A \) y \( B \) son vectores unitaries y \& angelo ave forman estas vectores es de \( 45^{\circ} \)
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Para encontrar el área de un paralelogramo cuyas diagonales son \( \vec{d_1} = 2 \vec{a} - \vec{b} \) y \( \vec{d_2} = 4 \vec{a} - 5 \vec{b} \), podemos usar la relación entre las diagonales y el área del paralelogramo.
El área \( A \) del paralelogramo se puede calcular usando la fórmula:
\[
A = \frac{1}{2} \|\vec{d_1} \times \vec{d_2}\|
\]
Donde \( \times \) representa el producto vectorial.
Primero, necesitamos calcular el producto vectorial \( \vec{d_1} \times \vec{d_2} \). Sin embargo, dado que no tenemos valores específicos para \( \vec{a} \) y \( \vec{b} \), podemos usar la información sobre el ángulo entre ellos.
Dado que \( \vec{a} \) y \( \vec{b} \) son vectores unitarios y forman un ángulo de \( 45^\circ \), podemos usar la relación:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = \cos(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
Ahora, calculamos el producto vectorial \( \vec{d_1} \times \vec{d_2} \):
\[
\vec{d_1} = 2 \vec{a} - \vec{b}
\]
\[
\vec{d_2} = 4 \vec{a} - 5 \vec{b}
\]
El producto vectorial se puede calcular usando la fórmula:
\[
\vec{u} \times \vec{v} = \|\vec{u}\| \|\vec{v}\| \sin(\theta) \hat{n}
\]
Donde \( \theta \) es el ángulo entre los vectores \( \vec{u} \) y \( \vec{v} \), y \( \hat{n} \) es un vector unitario perpendicular a ambos.
Primero, calculamos las magnitudes de \( \vec{d_1} \) y \( \vec{d_2} \):
\[
\|\vec{d_1}\| = \|2 \vec{a} - \vec{b}\| = \sqrt{(2^2 + (-1)^2 + 2(-1)(\vec{a} \cdot \vec{b}))} = \sqrt{4 + 1 - 2\sqrt{2}} = \sqrt{5 - 2\sqrt{2}}
\]
\[
\|\vec{d_2}\| = \|4 \vec{a} - 5 \vec{b}\| = \sqrt{(4^2 + (-5)^2 + 4(-5)(\vec{a} \cdot \vec{b}))} = \sqrt{16 + 25 - 20\sqrt{2}} = \sqrt{41 - 20\sqrt{2}}
\]
Ahora, el ángulo entre \( \vec{d_1} \) y \( \vec{d_2} \) se puede calcular usando el producto punto:
\[
\vec{d_1} \cdot \vec{d_2} = (2 \vec{a} - \vec{b}) \cdot (4 \vec{a} - 5 \vec{b}) = 8 \vec{a} \cdot \vec{a} - 10 \vec{a} \cdot \vec{b} - 4 \vec{b} \cdot \vec{a} + 5 \vec{b} \cdot \vec{b}
\]
Sustituyendo \( \vec{a} \cdot \vec{a} = 1 \) y \( \vec{b} \cdot \vec{b} = 1 \):
\[
= 8 - 10 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} - 4 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + 5 = 13 - 7\sqrt{2}
\]
Finalmente, el área del paralelogramo es:
\[
A = \frac{1}{2} \|\vec{d_1} \times \vec{d_2}\| = \frac{1}{2} \|\vec{d_1}\| \|\vec{d_2}\| \
Quick Answer
El área del paralelogramo es \( \frac{1}{2} \|\vec{d_1}\| \|\vec{d_2}\| \).
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