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Proyección entre vectores

Si \(\vec{u}\) y \(\vec{v}\) son vectores en \(\mathbb{R}^n\) y \(\vec{u} \neq 0\), entonces la proyección de \(\vec{v}\) sobre \(\vec{u}\) es el vector \(proy_u(\vec{v}\) definido por \[ \text{proy}_{\vec{u}}(\vec{v}) = \left(\frac{\vec{u} \cdot \vec{v}}{\vec{u} \cdot \vec{u}}\right) \vec{u} \]

Teorema de Pitágoras para vectores en R^n

Sean \(\vec{u} \text{ y } \vec{v}\) vectores en \(\mathbb{R}^n\) y ortogonales entre si, entonces: \[ \|\vec{u} + \vec{v}\|^2 = \|\vec{u}\|^2 + \|\vec{v}\|^2 \]

Vectores ortogonales

Dos vectores \(\vec{u}\) y \(\vec{v}\) en \(\mathbb{R}^n\) son mutuamente ortogonales si \[ \vec{u} \cdot \vec{v} = 0 \] el vector cero (\(\vec{0}\)) es ortogonal a todo vector

Ángulo entre dos vectores

Para vectores \(\vec{u} \text{ y } \vec{v}\) distintos de cero en \(\mathbb{R}^n\) \[ \cos {\theta} = \frac{\vec{u} \cdot \vec{v}}{\|\vec{u}\| \|\vec{v}\|} \]

Ley de los cosenos

Para un triángulo cualquiera con lados \(a, b, c\) opuestos a los ángulos \(A, B, \text{ y } C\) respectivamente: \[ c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cdot \cos{C} \] De forma similar, también se puede afirmar para los otros lados del triángulo: \[ a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cdot \cos{A} \\ b^2 = a^2 + c^2 - 2ac \cdot \cos{B} \]

Distancia entre dos vectores

La distancia \(d(\vec{u}, \vec{v})\) en \(\mathbb{R}^n\) se define por \[ d(\vec{u}, \vec{v}) = \| \vec{u} - \vec{v} \| \]

Desigualdad de Cauchy-Schwarz

Para todos los vectores \(\vec{u}\) y \(\vec{v}\) en \( \mathbb{R}^n \) \[ | \vec{u} \cdot \vec{v} | \leq \|\vec{u}\| \|\vec{v}\| \]

Propiedades de la norma de un vector

Sea \(\vec{v}\) un vector en \mathbb{R}^n y sea \(c\) un escalar. Entonces: \(\|\vec{v}\| = 0\) si y sólo si \(\vec{v} = 0\) \(\|c\vec{v}\| = |c| \|\vec{v}\|\)

Norma de un vector

La norma (o logitud ) de un vector \(\vec{v} = \begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ \vdots \\ v_n \end{bmatrix} \text{ en } \mathbb{R}^n \text{ es el escalar no negativo } \|\vec{v}\|\) definido por: \[ \|\vec{v}\| = \sqtr{\vec{v} \cdot \vec{v}} = \sqtr{{v_1}^2 + {v_2}^2 + \dotsc + {v_n}^2} \]

Propiedades del producto punto

Sean \(\vec{u}, \vec{v}\) y \(\vec{w}\) vectores en \(\mathbb{R}\), y sea \(c\) un escalar, Entonces: \(\vec{u} \cdot \vec{v} = \vec{v} \cdot \vec{u}\) \(\vec{u} (\vec{v} + \vec{w}) = \vec{u}\cdot \vec{v} + \vec{u} \cdot \vec{w}\) \((c\vec{u}) \cdot \vec{v} = c(\vec{u} \cdot \vec{v})\) \(\vec{u} \cdot \vec{u} \geq 0 \text{ y } \vec{u} \cdot \vec{u}\) si y sólo si \(\vec{u} = 0\)

Producto Punto

Si \[ \vec{u} = \begin{bmatrix} u_1 \\ u_2 \\ \vdots \\ u_n \end{bmatrix} \text{ y } \vec{v} = \begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ \vdots \\ v_n \end{bmatrix} \] entonces el producto punto \(\vec{u} \cdot \vec{v}\) de \(\vec{u}\) y \(\vec{v}\) se define mediante \[ \vec{u} \cdot \vec{v} = u_1 v_1 + u_2 v_2 + \dotsb + u_nv_n \]

Combinación lineal

Un vector \(\vec{v}\) es una combinación lineal de vectores \(\vec{v_1}, \vec{v_2}, \dotsc, v_k\) si existen escalares \(c_1, c_2, \dotsc, c_k\) tales que: \[ \vec{v} = c_1v_1 + c_2v_2 + \dotsc + c_kv_k \]

Propiedades algebraicas de los vectores en R^n

Sean \(\vec{u}\), \(\vec{v}\) y \(\vec{w}\) vectores en \(\mathbb{R}\) y sean \(c\) y \(d\) escalares. Entonces \(\vec{u} + \vec{v} = \vec{v} + \vec{u}\) \((\vec{u} + \vec{v}) + \vec{w} = \vec{u} + (\vec{v} + \vec{w})\) \(\vec{u} + 0 = \vec{u}\) \(\vec{u} + (-\vec{u}) = 0\) \(c(\vec{u} + \vec{v}) = c\vec{u} + c\vec{v}\) \((c + d)\vec{u} = c\vec{u} + d\vec{u}\) \(c(d\vec{u}) = (cd)\vec{u}\) \(1\vec{u} = \vec{u}\)

Propiedades de la continuidad

Si \(b\) es un número real y \(f\) y \(g\) son continuas en \(x=c\), entonces las siguientes funciones también son continuas en \(c\). Múltiplo escalar: \(bf\) Suma y diferencia: \(f \pm g\) Producto: \(fg\) Cociente: \(\frac{f}{g}, \text{ si } g(c) \neq 0\)

Continuidad en un intervalo cerrado

Una función \(f\) es continua en un intervalo cerrado \([a, b]\) si es continua en el intervalo abierto \((a, b)\) y \[ \lim_{x \to a^+} f(x) = f(a) \text{ y } \lim_{x \to b^-} f(x) = f(b) \]

Existencia de un límite

Si \(f\) es una función \(c\) y \(L\) son números reales, el límite de \(f(x)\) cuando \(x\) se aproxima a \(c\) es \(L\), si y sólo si \[ \lim_{x \to c^+} f(x) = \lim_{x \to c^-} f(x) = L \]

Límites laterales

Límite lateral por la derecha Un límite lateral por la derecha signfica que \(x\) se aproxima a \(c\) por valores superiores a \(c\) y se denota como: \[ \lim_{x \to c^+} f(x) = L \] Límite lateral por la derecha El límite lateral por la izquierda significa que \(x\) se aproxima a \(c\) por valores inferiores a \(c\). Se denota como: \[ \lim_{x \to c^-} f(x) = L \]

Discontinuidades

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Definición Consideremos un intervalo abierto \(I\) que contiene un número real \(c\). Si una función \(f\) está definida en \(I\) (excepto, posiblemente, en \(c\)) y no es continua en \(c\), se dice que \(f\) tiene discontinuidad en \(c\). Tipos de discontinuidad Discontinuidad evitable o removible Una discontinuidad en \(c\) es evitable o removible si \(f\) se puede hacer continua definiendo o redefiniendo apropiadamente \(f(c)\) Ejemplos: Discontinuidad inevitable o no removibles Una función \(f\) con discontinuidad inevitable o no removibles en un punto \(c\) no se puede hacer continua mediante ninguna manipulación del punto \(c\) o la función \(f\) Ejemplos:

Continuidad

Definición de continuidad en un punto Una función \(f\) es contina en \(c\) si se satisfacen las tres condiciones siguientes: \(f(c)\) está definida. \(\lim_{x \to c} f(x)\) existe. \(\lim_{x \to c} f(x) = f(c)\). Definición de continuidad en un intervalo abierto Una función es continua en un intervalo abierto \(a, b\) si es continua en cada punto del intervalo. Una función continua en la recta completa de los números reales \((-\infty, \infty)\) es continua en todas partes.

Límites trigonométricos especiales

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En este artículo vamos a abordar algunos límites trigonométricos especiales, que son fundamentales en el cálculo y análisis matemático. \[ \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 \] \[ \lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{x} = 0 \] Demostración N°1 Para demostrar el primer límite, consideremos el círculo unitario y un ángulo \(\alpha\) en radianes: Ahora, por medio de cada una de las áreas de las figuras geométricas, determinaremos el valor del límite que estamos demostrando: En este primer caso, el área es igual a: \[ \frac{\tan \alpha}{2} \] Como esta área dle sector circular está dentro del anterior , como máximo su área va a ser igual al primer triángulo. Su área es: \[ \frac{\alpha}{2} \] Para este último caso pasa lo mismo que el anterior, como está inscrito, su área es como mucho igual a la del segundo triángulo. Su área es igual a: \[ \frac{\sin \alpha}{2} \]...