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9.- Hallar el volumen del paralelepípedo que forman los vectores: \( \mathbf{u}=(3 / 5 \) \[ \mathbf{v}=3 j+4 \mathrm{k} ; \mathbf{w}=2 \mathrm{i}+10 \mathrm{j}-11 \mathrm{k} \text {. } \] 10.- Indique cuales vectores dados son paralelos al vector \( Z=3 \mathbf{i}+2 \mathbf{j}-5 \mathbf{k} \)

Ask by Kelley Osborne. in Mexico
Feb 25,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

### Problema 9: Volumen del Paralelepípedo Para encontrar el volumen del paralelepípedo formado por los vectores \( \mathbf{u} = \left( \frac{3}{5}, 0, 0 \right) \), \( \mathbf{v} = (0, 3, 4) \), y \( \mathbf{w} = (2, 10, -11) \), se utiliza la fórmula: \[ V = |\mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w})| \] **Cálculo:** 1. **Producto Cruzado \( \mathbf{v} \times \mathbf{w} \):** \[ \mathbf{v} \times \mathbf{w} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 0 & 3 & 4 \\ 2 & 10 & -11 \end{vmatrix} = (-73, 8, -6) \] 2. **Producto Escalar \( \mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w}) \):** \[ \mathbf{u} \cdot (-73, 8, -6) = \frac{3}{5} \times (-73) = -\frac{219}{5} \] 3. **Volumen:** \[ V = \left| -\frac{219}{5} \right| = \frac{219}{5} \] **Respuesta Simplificada:** El volumen del paralelepípedo es \( \frac{219}{5} \) unidades cúbicas. --- ### Problema 10: Vectores Paralelos al Vector \( \mathbf{Z} \) Un vector \( \mathbf{A} = (a_1, a_2, a_3) \) es paralelo al vector \( \mathbf{Z} = (3, 2, -5) \) si existe un escalar \( k \) tal que: \[ \mathbf{A} = k \mathbf{Z} \Rightarrow \frac{a_1}{3} = \frac{a_2}{2} = \frac{a_3}{-5} \] **Criterio:** Para que \( \mathbf{A} \) sea paralelo a \( \mathbf{Z} \), los componentes de \( \mathbf{A} \) deben ser proporcionales a los de \( \mathbf{Z} \) con la misma razón. **Ejemplo:** Si \( \mathbf{A} = (6, 4, -10) \), entonces: \[ \frac{6}{3} = 2, \quad \frac{4}{2} = 2, \quad \frac{-10}{-5} = 2 \] Todos los cocientes son iguales a 2, por lo que \( \mathbf{A} \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \). **Respuesta Simplificada:** Un vector \( \mathbf{A} \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \) si sus componentes son proporcionales a 3, 2, y -5 respectivamente.

Solution

Para resolver los problemas planteados, procederemos de la siguiente manera: ### Problema 9: Hallar el volumen del paralelepípedo El volumen \( V \) de un paralelepípedo formado por los vectores \( \mathbf{u} \), \( \mathbf{v} \) y \( \mathbf{w} \) se puede calcular utilizando el valor absoluto del producto escalar triple de los vectores: \[ V = |\mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w})| \] #### Paso 1: Definir los vectores Los vectores dados son: - \( \mathbf{u} = \left( \frac{3}{5}, 0, 0 \right) \) - \( \mathbf{v} = (0, 3, 4) \) (ya que \( 3j + 4k \) se traduce a \( (0, 3, 4) \)) - \( \mathbf{w} = (2, 10, -11) \) #### Paso 2: Calcular el producto cruzado \( \mathbf{v} \times \mathbf{w} \) Utilizaremos la fórmula del determinante para calcular el producto cruzado: \[ \mathbf{v} \times \mathbf{w} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 0 & 3 & 4 \\ 2 & 10 & -11 \end{vmatrix} \] Calculamos el determinante: \[ \mathbf{v} \times \mathbf{w} = \mathbf{i} \begin{vmatrix} 3 & 4 \\ 10 & -11 \end{vmatrix} - \mathbf{j} \begin{vmatrix} 0 & 4 \\ 2 & -11 \end{vmatrix} + \mathbf{k} \begin{vmatrix} 0 & 3 \\ 2 & 10 \end{vmatrix} \] Calculamos cada uno de los determinantes: 1. \( \begin{vmatrix} 3 & 4 \\ 10 & -11 \end{vmatrix} = (3)(-11) - (4)(10) = -33 - 40 = -73 \) 2. \( \begin{vmatrix} 0 & 4 \\ 2 & -11 \end{vmatrix} = (0)(-11) - (4)(2) = 0 - 8 = -8 \) 3. \( \begin{vmatrix} 0 & 3 \\ 2 & 10 \end{vmatrix} = (0)(10) - (3)(2) = 0 - 6 = -6 \) Por lo tanto, el producto cruzado es: \[ \mathbf{v} \times \mathbf{w} = -73 \mathbf{i} + 8 \mathbf{j} - 6 \mathbf{k} \] #### Paso 3: Calcular el producto escalar \( \mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w}) \) Ahora calculamos el producto escalar: \[ \mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w}) = \left( \frac{3}{5}, 0, 0 \right) \cdot (-73, 8, -6) = \frac{3}{5} \cdot (-73) + 0 \cdot 8 + 0 \cdot (-6) \] Calculamos: \[ \mathbf{u} \cdot (\mathbf{v} \times \mathbf{w}) = \frac{3}{5} \cdot (-73) = -\frac{219}{5} \] #### Paso 4: Calcular el volumen Finalmente, el volumen es: \[ V = \left| -\frac{219}{5} \right| = \frac{219}{5} \] ### Problema 10: Indicar cuáles vectores son paralelos al vector \( \mathbf{Z} \) Un vector \( \mathbf{A} \) es paralelo a otro vector \( \mathbf{B} \) si existe un escalar \( k \) tal que: \[ \mathbf{A} = k \mathbf{B} \] Dado el vector \( \mathbf{Z} = (3, 2, -5) \), para determinar si un vector \( \mathbf{A} = (a_1, a_2, a_3) \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \), debemos verificar si: \[ \frac{a_1}{3} = \frac{a_2}{2} = \frac{a_3}{-5} \] Si se cumple esta relación, entonces \( \mathbf{A} \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \). Si tienes vectores específicos que deseas verificar, por favor proporciónalos y procederé a determinar si son paralelos a \( \mathbf{Z} \).

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Para hallar el volumen del paralelepípedo formado por los vectores \( \mathbf{u} \), \( \mathbf{v} \) y \( \mathbf{w} \), utilizamos el determinante de la matriz que tiene como filas los componentes de estos vectores. El volumen es igual al valor absoluto de este determinante. Así que primero organizamos los vectores \( \mathbf{u} = \left( \frac{3}{5}, 0, 0 \right) \), \( \mathbf{v} = (0, 3, 4) \) y \( \mathbf{w} = (2, 10, -11) \) para formar la matriz: \[ \begin{vmatrix} \frac{3}{5} & 0 & 0 \\ 0 & 3 & 4 \\ 2 & 10 & -11 \end{vmatrix} \] Calculamos el determinante y, al final, el volumen resultante es el valor absoluto de dicho cálculo. Para determinar qué vectores son paralelos al vector \( \mathbf{Z} = 3 \mathbf{i} + 2 \mathbf{j} - 5 \mathbf{k} \), buscamos aquellos vectores que son múltiplos escalares de \( \mathbf{Z} \). Esto significa que, si existe un escalar \( k \) tal que \( \mathbf{V} = k \mathbf{Z} \), entonces \( \mathbf{V} \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \). Por ejemplo, el vector \( 6 \mathbf{i} + 4 \mathbf{j} - 10 \mathbf{k} \) es paralelo a \( \mathbf{Z} \) porque es igual a \( 2 \mathbf{Z} \) (donde \( k = 2 \)).

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