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Aula 6 - Produto Misto
O produto misto é o resultado do cálculo do produto escalar entre um vetor dado e outro vetor resultante do produto vetorial entre outros dois vetores, ou
seja, tomados três vetores , e
, então o produto misto é o produto , que denotamos por.
Já sabemos que o produto vetorial é calculado, como segue:
e resulta em um outro vetor.
Desta forma, o produto escalar entre vai resultar em um número real que é calculado com segue:
Utilizando a notação de cálculo de determinante de Laplace, o produto acima, chamado de “ Produto Misto ”, pode ser calculado, conforme a seguir:
Assim, o resultado do produto misto será um número real.
Interpretação Geométrica do Produto Misto em módulo
Sabemos que o valor do produto misto é um número real e que dependendo das coordenadas dos vetores envolvidos, esse número resultante pode ser um número negativo.
Geometricamente, o módulo do resultado do produto misto é equivalente ao volume de um paralelepípedo cujas arestas são formadas pelos três vetores envolvidos neste produto misto, conforme figura abaixo:
Na figura acima, a área do paralelepípedo, formada pelos vetores e , é determinada pela norma do produto vetorial entre e , isto é,.
Temos também na figura que o ângulo é formado pelos vetores e e este forma um ângulo de 90º com a base do paralelepípedo. Desta forma, a altura h é igual ao produto entre o comprimento do vetor e o módulo do cosseno do ângulo , ou seja,
Desta forma, o volume V do paralelepípedo é igual à área da base vezes a sua altura, assim:
Sabemos que o produto escalar também é calculado como segue:
Desta maneira, o volume V será: , que é na verdade o módulo do produto misto entre os vetores que formam o paralelepípedo.
Assim, o volume do paralelepípedo é:
Exemplos:
- Um paralelepípedo é formado pelo vértice A( 1, -2, 3 ) e pelos três outros vértices adjacentes, B( 2, -1, -4 ) , C( 0, 2, 0) e D( -1, 2 1). Calcule o volume deste paralelepípedo, conforme figura:
Resposta:
Este paralelepípedo é formado pelos vetores , e , então
A B
C
D
