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CLASE CCFF 2 DE MARZO - Contenido educativo
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Bueno, empezamos tema nuevo que es la analítica del plano.
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A ver, en general, la analítica es una parte de la matemática que lo que hace es
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transformar mediante un sistema de referencia, que ahora os explicaré lo que es,
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transforma elementos geométricos en elementos matemáticos
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que se pueden operar en matemáticas.
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¿Qué quiere decir eso?
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Quiere decir que la geometría, en principio, para dibujar geometría,
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tendrías que tener unas reglas, lo que sea, o un paralés,
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tendrías que dibujar, la geometría se dibuja.
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La geometría teniendo en geometría todos los elementos geométricos,
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puntos, rectas, planos, todo tipo de prismas,
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todo tipo de figuras de dos dimensiones y de tres dimensiones.
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Pues hay una parte de las matemáticas que se ocupa de convertir en número todos esos elementos geométricos, de forma que la geometría se puede estudiar de dos maneras distintas.
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Si yo quiero saber el punto de intersección de un plano con una recta, pues yo puedo dibujarlo y sacar el punto de intersección y entonces estaríamos hablando de dibujo técnico o puedo convertir eso en unas ecuaciones y calcular de forma matemática, numéricamente, por medio de ecuaciones, calcular ese punto y luego poder dibujarlo en un sistema de referencia.
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No sé si estáis entendiendo lo que digo. Más o menos, ¿no? Más o menos.
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Entonces, ¿en qué se basa la analítica? Tiene dos partes. El estudio de la analítica, una del plano y otra del espacio.
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La diferencia entre el plano y el espacio es que el plano nos movemos en dos dimensiones y el espacio en tres dimensiones.
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No es más. Bueno, empezamos con las coordenadas. Esto es para hallar esas cosas que te digo.
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Si yo quiero saber el punto de intersección de dos rectas o si quiero saber cómo un punto de una recta que es perpendicular a un plano en un sitio determinado, es decir, todas las operaciones geométricas que uno hace cuando hace dibujo lineal las convertimos en unas ecuaciones matemáticas y las resolvemos así.
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Esta es la base de todos los programas de dibujo técnico, no sé si habéis manejado alguna vez un programa de dibujo técnico, no Photoshop, sino un programa vectorizado,
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entonces ahí se basa en eso, transforma los elementos geométricos en ecuaciones y las resuelve.
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Entonces, nosotros, teóricamente, antes de estudiar analítica del plano, o sea, analítica del espacio, se estudia analítica del plano, pero en vuestro temario no entra la analítica del plano, entra directamente la analítica del espacio.
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Entonces, el estudio de la geometría en el espacio mediante ecuaciones matemáticas se basa en eso, se basa en la invención de un sistema de referencia tridimensional donde a esto se llama X, a esto se llama Y y a esto se le llama Z
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Y cualquier punto referenciado a ese sistema de coordenadas viene dado por estas distancias.
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Este punto viene dado por su distancia al eje X, que es esta distancia, su distancia al eje Y, que es esta distancia, y su distancia al eje Y, al eje S, y su altura.
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¿de acuerdo? ¿vale? ¿qué quiere decir? que un punto en un sistema de tres dimensiones
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un punto cualquiera viene definido por tres, por tres, tres, lo diré, tres coordenadas
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por ejemplo el 2, 1, 3, si yo quiero saber el 2, 1, 3 pues lo que haría sería
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sería dentro de mi sistema coordenado, cogería dos aquí, cogería uno aquí y cogería tres aquí, entonces esto haría esto, me dibujaría ese paralelo epípedo y el punto estaría aquí,
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Lo veis, es un sistema coordenado, pero que en vez de ser de dos dimensiones es de tres dimensiones.
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Bueno, entonces, para estudiar los elementos geométricos en analítica del espacio en tres dimensiones,
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el primer elemento geométrico básico es el punto.
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Como veis, un punto metido en este sistema coordenado, pues tiene tres coordenadas, la X, la Y y la Z.
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Ya sabéis que siempre, siempre esto lleva un orden, es decir, siempre primero las X, luego las Y y luego las Z.
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La Z siempre es la altura, la X es el eje de accisas y la Y es el eje de accisas.
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El siguiente estudio que tendríamos que hacer, el siguiente elemento que se estudia es la recta.
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Y el último, el plano.
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Entonces, para estudiar, para pasar del estudio de los puntos, un punto en tres dimensiones no tiene ningún problema, un punto se coloca tal y como hemos colocado este, se coloca y ya está.
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Bueno, pues para pasar del punto al estudio de la recta en el espacio, tenemos que antes estudiar unos elementos que se llaman vectores.
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Entonces, ¿qué es un vector?
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Pues mirad, un vector en el espacio es un elemento que va desde un punto, desde el origen de coordenadas a un punto A, por ejemplo
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Un vector tiene tres cosas, tiene una dimensión, es decir, tiene una longitud, tiene una dirección y tiene un sentido
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en este caso la dimensión de este vector sería esta, lo que midiese eso, la dirección es esta,
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y el sentido es este, que podría ser al contrario y ser de esta manera, ¿vale?
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Bueno, pues los vectores en el espacio vienen dados, siempre se ponen así, se escriben así, con una rayita encima,
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y vienen dados también por tres coordenadas, ABC, OX y Z, o mejor, V1, V2 y V3.
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Y estas coordenadas son las coordenadas del subpunto final, ¿de acuerdo?
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pero, ¿vale? Es decir, que en un sistema de tres dimensiones os pueden dar un punto, 2, 1, 3,
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o os pueden dar un vector, 2, 1, 3, que realmente el punto sería el que hemos calculado antes,
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1, 2, 1, 1, 2, 3, entonces esto sería así, sería así, sería este, el punto sería ese, y el vector sería este.
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¿Lo veis? Aunque aparentemente tienen las mismas coordenadas, si os están dando un punto, es un punto, nada más,
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Pero si os dan, aunque tengan las mismas coordenadas o las mismas componentes, por así decirlo, si os dicen que es un vector, lo que os están dando es la expresión matemática de este vector, que une el origen de coordenadas con el punto, el final del, o sea, ese punto, el final.
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X y Z. Supongo que te explicas, pero yo no te entiendo. No sé a qué te refieres.
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¿A qué te refieres?
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A ver, en un sistema de tres dimensiones,
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en un sistema de tres dimensiones,
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el origen de coordenadas hacia la derecha es positivo y hacia la izquierda es negativo.
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Bueno, porque los he puesto positivos.
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Pero si yo quisiera representar, si yo quiero representar el punto menos 2, 1, menos 3,
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pues entonces tendría que coger 1 y 2, menos 2 a este lado, 1 aquí, 1 aquí y menos 3 hacia abajo, ¿vale?
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Y entonces tendría que ir a hacer así, y sería este punto.
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¿Entiendes lo que te digo?
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Claro, es que los ejes coordenados, yo estoy dibujando solamente la parte positiva, pero está la parte negativa.
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La parte negativa es esta.
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Que estas son las negativas, pero yo no sabía que esta también es positiva.
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No, no, no, te estás confundiendo. Es que no podéis confundir el espacio con el plano.
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En el plano, en el plano, eso te pasa porque, espera, eso te pasa porque si tú, bueno da igual, si tú trabajas en el plano, en el plano, esto es negativo y esto es negativo, pero si no estamos trabajando en el plano, estamos trabajando en el espacio, entonces esto es positivo, esto es positivo y esto es positivo.
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Este es el eje Y, este es el eje X y este es el eje Z.
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Es como si, a ver, cuando estás trabajando con un plano, con un sistema de coordenadas plano,
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un sistema de dos ejes coordenados, este es el eje X y este es el eje Y, ¿no?
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En un sistema de dos dimensiones, un sistema plano.
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entonces, ahora lo que hacemos
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y esta, esto es positivo
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y hacia aquí negativo, esto es positivo y hacia aquí negativo
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¿vale? pues ahora
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lo que hacemos es
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si yo, esto sería un plano así
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y yo lo que hago es que lo tuerzo
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y lo pongo así, lo giro
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lo giro y lo pongo así
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entonces, estas dos líneas
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Este plano es este plano de aquí, entonces las X y las Y se me quedan aquí, ¿vale?
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Y ahora lo que hago es añadirle una tercera dimensión, que es esta.
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Ya me imagino, ya me imagino, es que esto se estudia en segundo de bachillerato,
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entonces lo que en primero de bachillerato y un poco en la ESO se estudia los sistemas de representación bidimensionales,
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los tridimensionales se utilizan muy poco, ¿vale?
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Bueno, a lo que vamos, a lo que vamos.
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Entonces, como os digo, el espacio tiene tres dimensiones, por lo tanto, cualquier punto en el espacio queda definido por la distancia a los tres ejes coordenados,
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en vez de a dos, la distancia a tres ejes coordenados, que son estos, siempre, siempre, primero la X, luego la Y y luego la Z, por supuesto, ¿vale?
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Siempre, igual que cuando trabajamos con el plano, primero la X y luego la Y.
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En este caso, la X, la Y y la Z.
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¿Vale?
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No, no, no, no.
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La Z, esta es la Y.
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Esta es la X.
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Esta es la Y.
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Y esta es la Z.
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La Z siempre es la altura.
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La altura de un cuerpo.
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O sea, si tú tienes aquí un paralelepípedo, tienes un plano aquí y lo que haces es subirlo.
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¿Vale?
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Lo subes, lo está en el plano y lo elevas.
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Entonces se convierte en una cosa de tres dimensiones.
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En el plano la Z no existe.
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Claro, la Z es la tercera dimensión.
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O sea, lo que yo hago, a ver, ¿no lo veis?
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Espacialmente.
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Tú tienes un plano, vosotros cuando trabajáis en plano trabajas así.
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Y si quieres pasarlo a tres dimensiones, lo que haces es que lo giras, lo pones así y lo subes a esta dimensión.
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Entonces, el eje XY que tienes aquí se te queda abajo.
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Por eso se te queda ahí abajo, XY.
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Y aparece la tercera dimensión que es la altura.
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Que es lo mismo como si yo tengo hasta aquí y lo voy subiendo.
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Si al mismo tiempo que subo todo esto, si me trajese la mesa para arriba,
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pues entonces estaría haciendo, pasaría de un plano a la altura, lo convierto en una cosa tridimensional.
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¿De acuerdo? Entonces exactamente igual que en el plano un punto queda definido por dos coordenadas, la X y la Y, y yo la coloco en mi sistema de coordenado, cuando estoy en tres dimensiones es exactamente igual lo que pasa en el trabajo con tres dimensiones.
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Entre las tres dimensiones son la X, la Y, la Z, la X es el eje horizontal, la Y es este, que realmente, y la Z es la altura, ancho, largo y alto.
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Eso lo entendéis todos, ¿no? Largo y ancho y alto, las tres dimensiones, de momento la cuarta dimensión todavía no la estudiamos.
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Y no sé qué he hecho, deberíamos estudiarla porque no sé qué he hecho con ella.
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Bueno, entonces, cuando se quiere estudiar geometrías, lo que se estudian son los elementos básicos de la geometría
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Y los elementos básicos de la geometría son pocos
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Luego con ellos se pueden hacer muchísimas cosas, pero son pocos
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Son el punto, la recta y el plano
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Esos son los tres elementos básicos de la geometría
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Entonces nosotros lo que vamos a estudiar es cómo mediante este sistema de referencia
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asignando a un punto unas coordenadas dentro de ese sistema de referencia
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cómo podemos llegar a convertir en matemáticas una recta, un plano
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y todo lo que puede pasar con los puntos, las rectas y los planos
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que son muchísimas cosas, ¿de acuerdo?
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Bueno, entonces ya os he dicho que un punto, lo repito, viene dado por sus tres coordenadas
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Si a mí me dicen este punto, pues yo sé que este punto está aquí. Y a ese punto se le asocia, a todo punto se le puede asociar un elemento que aparece en la analítica que es el vector.
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Un vector no es más que una vez que yo cojo un punto, si uno el origen de coordenadas con ese punto, eso es el vector, que se llama el vector director de ese punto.
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Entonces, un vector tiene unas características, un punto no tiene entidad, un punto es una posición, un punto no se mide, los puntos no se miden.
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Pero los vectores ya empiezan a poder medirse, porque tienen una longitud, es decir, un vector viene dado, matemáticamente viene dado por las coordenadas de su punto final, ¿de acuerdo?
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Pero yo puedo calcular, ese vector tiene unas características que son, tiene, un vector tiene módulo, dirección y sentido.
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¿De acuerdo? ¿Qué quiere decir que tiene módulo? Que tiene una dimensión, que mide lo que mide, unos vectores, este vector mide una cosa, este vector mide otra, este vector mide otra, este mide otra, este mide otra, ¿de acuerdo?
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¿Verdad? Un sentido, el sentido, perdón, una dirección, una dirección es lo que marca esto, de tal manera que los vectores, como tienen dirección, entre sí pueden ser paralelos, perpendiculares, formar ángulos determinados, por ejemplo, este vector y este, pues forman este ángulo.
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Como tienen dirección, unos están, entonces tienen ángulo, podríamos medir el ángulo en que están dos vectores.
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Y tiene un sentido que es dentro de la dirección, ya sabéis que en una dirección hay dos sentidos, hacia arriba y hacia abajo.
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Y el sentido nos lo da las coordenadas del vector, es decir, si el vector es hacia abajo, pues entonces tendrá la última coordenada negativa, es decir, bueno, nos da todo eso.
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¿De acuerdo? Vale, bueno, pues entonces, nos vamos esta semana y un poco de la que viene vamos a hacer todo el trabajo con vectores,
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porque si os entra bien el trabajo con vectores, luego os entrará muy bien el trabajo con rectas,
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que trabajar con rectas no es más que trabajar con vectores.
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Entonces, vamos a empezar con el estudio de los vectores.
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¿Cómo se calcula módulo de un vector?
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Dado un vector V de tres componentes, V2, V1, V2 y V3
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El módulo de un vector se escribe así, como el valor absoluto de los números
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Y es igual a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de sus componentes
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es decir, que si yo me dan un vector, por ejemplo, el vector 2, 3, 0
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el módulo de este vector, lo que mide ese vector
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es la raíz cuadrada de 2 al cuadrado más 3 al cuadrado más 0 al cuadrado
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es decir, es 4 y 9, 3, la raíz cuadrada de 3
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Y además, si esto lo dibujaseis, uno, dos, uno, dos y tres y cero, ese punto está aquí.
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Bueno, pues, x y z.
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Sí, soy yo, de todo.
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X y z.
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Sí, fijaros, si esto estuviese bien dibujado, hecha a escala con una regla bien dibujado, esta medida es justo esta.
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Yo puedo, yo puedo, es lo que os decía en geometría, si yo quiero saber cuánto mide esto, pues puedo hacerlo de dos maneras, puedo dibujarlo y medirlo, para eso está el dibujo lineal, que os enseña a dibujar todo esto, o puedo calcularlo, si yo conozco este punto, sé que el módulo de este vector es ese, ¿de acuerdo?
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¿Vale? ¿Me seguís? Bueno, más cosas, los vectores se pueden operar entre sí, se pueden operar, hacer operaciones con vectores, entonces, ¿qué operaciones se pueden hacer con los vectores?
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Se pueden sumar, restar, multiplicar por un número, se puede hacer su producto escalar, su producto vectorial y su producto mixto.
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Pero se pueden hacer más cosas que son otras operaciones que nosotros no estudiamos, porque se puede también operar los movimientos de un vector en el espacio, pero eso nosotros no lo vamos a estudiar.
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Nosotros vamos a estudiar estas operaciones.
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Entonces, ¿cómo se suman dos vectores?
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Sumando sus componentes.
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¿Cómo se restan dos vectores?
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Restando sus componentes.
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¿Cómo se multiplican por un número?
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Multiplicando todos sus componentes.
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Es decir, que si yo tengo un vector v,
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que puede ser el 1, menos 2, 3,
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y un vector W, sumar, restar y multiplicar, tengo dos vectores y el otro es el 2, 3, menos 5,
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la suma de v más v doble será otro vector, fijaros la suma de dos vectores es otro vector, que será el vector 3, 1, menos 2, sumados los componentes, ¿de acuerdo?
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las x con las x
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las x con las y
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si los resto
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pues resto sus componentes
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menos 1
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menos 5
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y 8
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flechas rectas
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antes has hecho
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como de varias
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es eso
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lo de los vectores en el espacio
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como que has hecho algunas
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intento hacer las rectas todas
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No es fácil, no es fácil, con esto es complicado
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Pero es esto, un vector se representa como una letra y arriba una flecha
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Para indicar que es un vector
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¿De acuerdo?
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Y luego si multiplicamos, yo quiero hacer por ejemplo 2V
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Entonces sería el vector 2 menos 4, 6
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¿De acuerdo?
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Bueno, esto tiene su representación geométrica, es decir, que si yo quiero sumar este vector y este vector,
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su representación geométrica es otro vector que se calcula sacando esto así, así, bueno,
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haciendo, os traeré un dibujo, un dibujo, porque a nosotros el dibujo técnico no nos interesa,
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porque nosotros no nos van a pedir ni dibujar nada ni nada, pero que sepáis que la suma de dos vectores es otro vector,
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es otro vector que se calcula, o sea, se dibuja, no sé si habéis, ¿alguien ha hecho el dibujo técnico?
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¿Habéis hecho el dibujo técnico? El dibujo técnico se dibuja la suma de vectores, se dibuja, se mide, se transporta las estas y ya está,
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y lo que se hace es crear el paralel epípedo, sí, y entonces la suma es así, la resta es otro vector también que viene hacia acá,
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lo importante que tenéis que saber es que la suma de dos vectores es un vector, que la suma, que la resta de dos vectores es otro vector
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y que la multiplicación de un vector por un número es otro vector, que tiene la misma dirección y el mismo sentido, pero el módulo multiplicado por esa cantidad, ¿de acuerdo?
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Es decir, que si yo multiplico por 2 un vector, si yo multiplico por 2 este vector y el vector v, el vector v es esto, entonces el vector 2v es como si yo lo pusiese así, de aquí a aquí, ¿de acuerdo?
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Es otro vector que tiene, y la suma de dos vectores es otro vector que no tiene la dirección de ninguno de los dos,
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es otro vector distinto, y la resta exactamente igual, es otro vector que tiene distinto, ¿de acuerdo?
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Bueno, cuando trabajáis con vectores, en los ejercicios, os pueden dar directamente un vector,
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es decir, bueno, pues dado el vector v, uno menos dos, tres, o también un vector puede venir definido por dos puntos, si yo tengo dos puntos en el espacio y los uno, eso es un vector, ¿de acuerdo?
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Entonces, este vector es exactamente el mismo para la geometría, nos da igual este vector que este, que es ese mismo pero llevado al, lo traslado al origen de coordenadas y así se convierte en un vector genérico de los que empiezan en el origen de coordenadas.
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Si me dan un vector dado por dos puntos A y B, el vector resultante, las coordenadas del vector son siempre B menos A.
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Es decir, si a mí me dicen, dado un vector que pasa por los puntos A y B, siendo A el punto 1, 3, 5 y el B el 7, menos 2, 4.
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El vector que va de A a B, este vector, sus coordenadas son 7 menos 1, menos 2 menos 3 y 4 menos 5, es decir, ese vector es el vector 6 menos 5 menos 1, ¿de acuerdo?
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¿De acuerdo? Ese vector AB que le puedo llamar, ¿de acuerdo? Un vector solamente os lo pueden dar de esas dos maneras, os dan las coordenadas del vector directamente porque os están dando este o también os pueden dar dos puntos en el espacio con sus coordenadas y deciros el vector que va de A a B y entonces vosotros sacáis las coordenadas del vector restando las dos, las dos, las componentes, siempre.
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El final menos el principio, ¿de acuerdo? El vector BA sería igual, pero tendría todas sus componentes cambiadas de signo porque va en la otra dirección, digo, en el otro sentido, no confundamos direcciones, ¿de acuerdo?
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Bueno, y ahora vamos a ver más cosas que podemos saber
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Cosas que sabemos a partir de las operaciones con vectores
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Más cosas que podemos saber
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Ahora volveremos sobre estas tres operaciones especiales de los vectores
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De eso que hemos visto, se extrae también cómo se calcula el punto medio de un segmento.
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Si yo tengo en el espacio un segmento, un trozo, y quiero saber dónde está su punto medio,
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eso, insisto, el dibujo técnico tiene una manera de hacerse.
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Analíticamente, si esto es A y esto es B y las coordenadas de A son por ejemplo A1, A2, A3 y las de B, B1, B2, B3,
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el punto medio está en la semisuma
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es decir, el punto medio del segmento partido por 2
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es decir, el punto medio está en a1 más b1 partido por 2
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a2 más b2 partido por 2
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y a3 más b3 partido por 2
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Es decir, que si yo quiero saber, dado un segmento, un segmento que tiene, o sea, que pasa, o sea, está delimitado por estos dos puntos,
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el 1, 3, 5 y el otro, el b, el 0, menos 3, 4, pues el punto medio de ese segmento será, vamos a llamarle m,
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es el punto
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un medio
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cero
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y
00:32:05
un medio
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no, perdón
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nueve medios
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¿de acuerdo? ¿vale?
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y otra cosa
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importante que sacamos
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de un
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extraemos
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de
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de los vectores
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de las coordenadas de los vectores es la condición para que tres puntos estén alineados.
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Entonces, tres puntos cuando dos vectores son paralelos, si tienen sus componentes proporcionales,
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Por ejemplo, si yo quiero saber si el vector v, que es el vector 2, 3, 5, es paralelo al vector w,
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tengo que dividir 2 entre 4, 3 entre 6 y 5 entre 10.
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Y si esto me da igual, es entonces, ¿de acuerdo?
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Por lo tanto, si yo quiero saber si tres puntos están alineados en el espacio, si este es el punto A, este es el punto B y este es el punto C,
00:33:43
yo lo que tengo que saber es si este vector y este vector son paralelos, es decir, que sus coordenadas sean proporcionales.
00:33:57
Es decir, dado el punto A, que será, por ejemplo, el punto, el 3, el 3, 2, 1,
00:34:11
B es el 4, 4 menos 2, y el C es el 4 menos 1, 6.
00:34:24
Si quiero saber si esos tres puntos están alineados, yo saco el vector AB, el vector AB, que ya os he dicho que para sacar un vector,
00:34:41
si me dan dos puntos, lo que tengo que hacer es restar sus componentes, sería B menos A, el vector AB sería 4 menos 3, 1, 4 menos 2, 2, y menos 2 menos 1, menos 3.
00:34:55
Y el vector AC que sería C menos A que es 4 menos 3 es 1, menos 1 menos 2 menos 3 y 6 menos 1 es 5.
00:35:08
Y ahora si quiero saber si esos tres puntos están alineados tendría que pasar que 1 partido por 1 sea igual a 2 partido de menos 3 y sea igual a menos 3 partido por 5.
00:35:23
En este caso no lo es, luego estos tres puntos no están alineados.
00:35:35
¿De acuerdo?
00:35:39
Para que dos vectores sean paralelos, sus coordenadas, las coordenadas del vector tienen que ser proporcionales.
00:35:40
Entonces, de aquí se sale que para que tres puntos estén alineados, los vectores que se forman estos dos,
00:35:47
o sea, con estos dos puntos y con esos dos puntos, tienen que ser paralelos, es decir, sus componentes tienen que ser proporcionales.
00:35:55
Entonces yo lo que se hace es, se sacan las coordenadas del vector AB, que se sacan, que se sacan, a ver dónde está, aquí, que se sacan restando las coordenadas de los puntos inicio y extremo, las del extremo menos la del inicio, y entonces saco los dos vectores y si son proporcionales sus componentes, se puede decir que esos tres puntos están alineados, ¿de acuerdo?
00:36:02
¿Vale? Como comprenderéis, todo esto hay que saber, o sea, esto, si uno no sabe cuál es la fórmula del punto medio de un segmento, pues es imposible, no hay de lo que es calcular.
00:36:32
Si uno no sabe cómo se sabe si los vectores son paralelos, pues no puedes saberlo, no puedes deducirlo.
00:36:46
Si hay que saberse esto, entonces, ¿qué cosas hay que saberse de todo lo que hemos visto? Pues, en principio, todo.
00:36:54
Entonces, repito, hay que saberse, vectores, hay que saberse que un vector tiene una dimensión, un módulo, una dirección y un sentido,
00:37:01
que un vector queda definido por las coordenadas de su extremo, de su punto extremo,
00:37:17
O bien, si nos dan un vector que pasa por dos puntos, pues entonces lo que hay que hacer es restar las coordenadas de esos dos puntos para sacar las coordenadas del vector.
00:37:24
Por lo tanto, hay que saberse que el vector puede estar dado directamente por sus coordenadas o por dos puntos.
00:37:36
Son las dos maneras, no hay otra, ¿eh? No hay otra, ¿vale?
00:37:49
Entonces, si me dan las coordenadas, pues me darán el vector v1, v2, v3
00:37:53
Y si me dan dos puntos a y b, el vector ab será el vector b1 menos a1
00:38:02
Suponiendo que las coordenadas de los puntos a y b son las coordenadas a1, a2, a3, b1, b2, b3
00:38:13
B2 menos A2 y B3 menos A3
00:38:22
Esto es lo básico
00:38:28
Un vector queda definido por las coordenadas de su punto extremo
00:38:30
Y si me dan dos puntos para sacar las coordenadas de un vector tengo que hacer esto
00:38:37
Me ven de una manera o de otra
00:38:42
Yo lo que voy a tener siempre de un vector son sus tres componentes
00:38:44
V1, V2 y V3
00:38:48
con eso, con eso yo puedo calcular el punto medio de un segmento
00:38:51
un punto medio de un segmento AB
00:39:04
me dan dos puntos que forman un segmento
00:39:19
y entonces el punto medio tendrá las coordenadas
00:39:22
A1 más B1 partido por 2
00:39:26
A2 más B2 partido por 2
00:39:30
Y A3 más B3 partido por 2
00:39:35
Puedo saber el módulo del vector
00:39:39
Es decir, lo que mide
00:39:44
Que es lo mismo que decir
00:39:46
Si yo, a mí me dan dos puntos
00:39:48
Yo puedo saber perfectamente
00:39:51
La distancia que hay entre esos dos puntos
00:39:53
Porque la distancia que hay entre esos dos puntos
00:39:55
Es el módulo del vector que los une
00:39:57
de seguirse en el razonamiento
00:39:59
entonces si yo tengo dos puntos
00:40:01
una cosa que es una cosa que se hace en geometría muchísimo
00:40:03
que es medir la distancia entre dos puntos
00:40:06
pues analíticamente
00:40:08
si tú tienes dos puntos
00:40:10
sacas el vector
00:40:12
de esos dos puntos con esta fórmula
00:40:13
y calculas un módulo
00:40:16
¿cuál es el módulo de un vector?
00:40:17
el módulo de un vector se calcula
00:40:19
como la raíz cuadrada
00:40:21
del cuadrado de sus tres componentes
00:40:23
¿de acuerdo?
00:40:26
¿Vale? ¿Qué más cosas puedo hacer? Puedo sumar, restar y multiplicar por un número dos o más vectores, ya sabemos que para sumar sumo sus componentes, para restar resto sus componentes y para multiplicar por un número multiplico por un número
00:40:31
De tal manera que la suma de dos vectores es otro vector, la resta de dos vectores es otro vector y la multiplicación por un número también es un vector, ¿de acuerdo?
00:41:13
o sea, aquí esa operación también la...
00:41:33
luego, puedo saber si dos vectores son paralelos
00:41:37
son paralelos, ¿cómo?
00:41:40
serán paralelos si sus componentes son proporcionales
00:41:56
y de aquí se sabe también que
00:42:00
si tres puntos están alineados
00:42:16
esto sin tener que dibujar absolutamente nada
00:42:20
solamente con que me den las coordenadas con respecto a mi sistema de referencia
00:42:32
o bien directamente de los vectores con los que estoy trabajando
00:42:40
o de los puntos de su inicio y su estreno.
00:42:43
¿De acuerdo?
00:42:46
Vale.
00:42:48
Bueno, a ver.
00:42:50
Yo quiero daros ahí toda la teoría.
00:42:52
Sé que vais a ir empanaos y sin entender nada, pero da lo mismo.
00:42:54
Quiero que lo dejéis ahí reflejado para que mañana vengamos y empecemos con los ejercicios.
00:42:58
Vamos a ver, entonces, hemos dicho, os he dicho que las operaciones que se podían hacer con los vectores,
00:43:04
hemos visto sumar, restar y multiplicar por un número.
00:43:15
Vamos a ver ahora tres operaciones que no se pueden hacer con los números,
00:43:17
porque sumar, restar y multiplicar por un número se puede hacer con los números
00:43:21
y se puede hacer con las matrices, se puede hacer con un montón de cosas, con un montón de elementos matemáticos.
00:43:25
Vamos a ver ahora tres operaciones que solo se pueden hacer con vectores.
00:43:31
Una cosa especial, que se han inventado para hacer con los vectores y que luego utilizaremos para resolver los problemas geométricos
00:43:35
mediante operaciones matemáticas.
00:43:44
La primera de ellas es el producto escalar de dos vectores.
00:43:47
El producto escalar de dos vectores se escribe con un punto y el resultado es un número.
00:44:03
Hasta ahora en las operaciones que habíamos hecho de suma, resta, multiplicación por un número de un vector siempre nos da otro vector.
00:44:26
Bueno, pues esto no, aquí nos da un número.
00:44:33
Y queda definido de la siguiente manera.
00:44:36
Queda definido como el módulo de uno de los vectores por el módulo del otro vector y por el coseno del ángulo que forman entre ellos.
00:44:39
De tal manera que para poder calcular el producto escalar de dos vectores,
00:44:58
debería tener, bueno, puedo calcular su módulo si tengo sus coordenadas,
00:45:06
puedo calcular su otro módulo, pero necesito saber el ángulo que forman para poder sacarlo.
00:45:10
Hay otra manera de calcularlo, de alfa, que es igual,
00:45:16
Si conozco las coordenadas de los dos puntos lo puedo calcular mediante esta, ¿vale?
00:45:28
Entonces, cosas importantes o interesantes que salen del producto escalar
00:45:48
Lo más importante del producto escalar es que me sirve para sacar el ángulo que forman dos vectores fáciles
00:45:53
¿Por qué? Porque imaginaros que yo tengo el vector v que sea el vector 1, 3, menos 5 y omega que será el 2, 1, 0, por ejemplo.
00:46:03
¿Vale? Y yo quiero saber el ángulo que forman estos, si yo dibujase esos, esos vectores, pues uno sería el 1, 3 menos 5, que sería como por aquí, el otro 2, 1, 0, que sería como por aquí.
00:46:18
Y esos dos vectores forman un ángulo.
00:46:38
Si yo quiero saber ese ángulo, pues podría dibujarlo y luego medir el ángulo.
00:46:41
Ya sabéis que siempre, que siempre esto se puede hacer, todo esto se puede hacer también geométricamente dibujando, con el dibujo lineal.
00:46:45
Pero para hacerlo con soluciones matemáticas, yo lo que hago es, si yo calculo su producto escalar, sería 1 por 2 más 3 por 1 más menos 5 por 0, teniendo los componentes del vector, yo puedo calcular el producto escalar.
00:46:53
Y esto es 5, su producto escalar es 5, ¿de acuerdo? ¿Lo veis? Bueno, pero si ahora me voy a la otra fórmula, yo sé que 5, que es el producto escalar, es el módulo de v,
00:47:21
El módulo de v es la raíz cuadrada de 1 al cuadrado más 3 al cuadrado más menos 5 al cuadrado por el módulo de omega que es 2 al cuadrado más 1 al cuadrado más 0 y por el coseno del ángulo que forma.
00:47:42
si yo esto lo paso dividiendo
00:48:01
el coseno del ángulo alfa
00:48:04
será por lo tanto el producto escalar
00:48:07
que es esto, partido por los dos módulos
00:48:10
con estas dos fórmulas
00:48:16
yo, si yo calculo el producto escalar aquí
00:48:21
con esta fórmula yo tengo sus tres componentes
00:48:24
no tengo ningún problema, calculo el producto escalar
00:48:29
y con ese producto escalar
00:48:32
me voy a esta, yo puedo sacar
00:48:35
directamente el ángulo que forman
00:48:36
porque tengo, si tengo los componentes
00:48:38
y tengo el producto escalar
00:48:41
pues tengo, estos pasan dividiendo
00:48:42
y entonces se me quedaría así
00:48:44
¿de acuerdo?
00:48:46
operación matemática
00:48:49
simple, dos fórmulas
00:48:50
y lo que se hace es
00:48:53
claro, si yo lo he hecho así lo despejar
00:48:55
¿vale? o sea yo
00:48:58
el producto escalar es esto
00:49:00
y es esto, se calcula de las dos maneras
00:49:05
yo para utilizar esta
00:49:08
fórmula y sacar el producto escalar
00:49:09
necesito tener las componentes
00:49:11
del vector para sacar
00:49:14
sus módulos y el
00:49:15
coseno del ángulo que forman
00:49:17
pero también es verdad que lo puedo hacer
00:49:19
teniendo las componentes del vector lo puedo hacer
00:49:21
aquí y con esto
00:49:23
si me voy aquí arriba y despejo
00:49:25
saco el ángulo
00:49:27
esta es una de las aplicaciones más directas que tiene el producto escalar, que es sacar el ángulo que forman dos ventolas, ¿vale?
00:49:28
Y además, si el producto escalar es cero, si esto es cero, quiere decir, si v, el producto escalar es cero, ¿vale?
00:49:39
Quiere decir que el coseno de alfa, el coseno del ángulo que forman es cero y por lo tanto v y omega son perpendiculares.
00:49:55
Esta es otra de las aplicaciones importantísimas de estas dos aplicaciones, el cálculo del ángulo que forman y lo que se deduce si el producto escalar es 0.
00:50:11
Si el producto escalar es 0 quiere decir que el coseno del ángulo que forman es 0 y el ángulo que tiene el coseno 0 es 90 grados.
00:50:26
Es decir, los dos vectores son, es decir, que mediante el producto escalar podemos saber si dos vectores son perpendiculares, qué ángulo forman y además podemos encontrar, haremos ejercicios de dar un vector, buscar uno que sea perpendicular a él.
00:50:34
¿Cómo consigo un vector perpendicular a uno dado?
00:50:55
Pues haciendo que su producto escalar sea 6, más o menos.
00:51:00
Bueno, producto vectorial.
00:51:03
El producto vectorial de dos vectores es un vector.
00:51:08
Se escribe v por omega y es un vector.
00:51:17
Por lo tanto, tiene módulo, dirección y sentido.
00:51:27
El producto escalar, igual que el producto vectorial, se puede escribir, o sea, vamos a ver.
00:51:43
El producto, este vector se puede hallar, que es el resultado del producto vectorial de dos vectores,
00:51:51
siempre es un vector que además es perpendicular a los dos, al plano que forman los dos.
00:52:00
¿De acuerdo? Es decir, si yo tengo dos vectores, dos vectores definen un plano, ¿no?
00:52:08
¿Sí o no? Está claro, los vectores definen un plano, igual que dos rectas definen un plano, igual que dos puntos, no, dos puntos no definen un plano, dos puntos definen una recta.
00:52:15
Entonces, el producto escalar de estos dos vectores es un vector que es perpendicular a ese plano, es decir, es perpendicular a los dos vectores, ¿de acuerdo?
00:52:26
Y su módulo, es decir, su dimensión, viene dada por el módulo de uno, por el módulo del otro, por el seno del ángulo.
00:52:38
Antes se iba por el coseno y ahora es por el ángulo.
00:53:03
Esta es una manera de calcularlo.
00:53:06
El producto vectorial, si yo conozco el ángulo, podría calcularlo de esta manera.
00:53:09
El módulo, que es un vector que es perpendicular a los dos.
00:53:21
Y la otra manera de calcularlo, que es la que se utiliza habitualmente, es esta de 3.
00:53:26
Que me da directamente el vector y a partir de ahí puedo calcular el ángulo.
00:53:51
Puedo calcular el...
00:53:57
Bueno, ¿cuál es la interpretación geométrica del producto escalar?
00:53:59
Digo, del producto vectorial.
00:54:05
Bueno, lo primero sabemos, sabemos que el producto vectorial de dos vectores es un vector perpendicular a ese plano.
00:54:10
cosa que luego ya veréis
00:54:18
cuando empecemos con las rectas
00:54:20
eso nos va a dar la posibilidad
00:54:22
de calcular una recta perpendicular a un plano
00:54:24
solamente tengo que sacar
00:54:27
dos vectores del plano
00:54:29
y calcular su
00:54:30
producto vectorial
00:54:32
y me da la dirección de la recta
00:54:34
directamente
00:54:36
entonces
00:54:37
y la otra
00:54:38
interpretación geométrica
00:54:40
es
00:54:43
el módulo
00:54:44
O sea, lo que mide esto es igual que el área de este paralelogramo.
00:54:47
El paralelogramo que forma el módulo, es decir, esta medida es lo mismo, es exactamente igual que el área del paralelogramo que forman los dos vectores.
00:54:55
De tal manera que si a mí me dan dos vectores y me dice cuál es el área de este paralelogramo,
00:55:08
pues el área es directamente su producto vectoral.
00:55:15
El módulo de, por ejemplo, un ejemplo.
00:55:18
Lo voy a hacer en rojo.
00:55:20
Imaginaros que a mí me dan un vector v, que es el vector, por ejemplo, el vector 3, 1, 0.
00:55:26
Y un vector W, que es el vector menos 1, 4, 2.
00:55:38
Y quiero saber su producto vectorial.
00:55:45
Bueno, pues entonces su producto vectorial será V por omega y JK, 3, 1, 0, menos 1, 4, 2.
00:55:47
Esto es 2i más 0j más 12k
00:56:03
Y por otro lado tengo menos k más 0i más 6j
00:56:18
Luego entonces tengo 2i más 12k más k menos 6j
00:56:27
Luego tengo 2i menos 6j más 13k
00:56:40
es decir, este es el vector
00:56:46
v
00:56:51
es el vector
00:56:53
2 menos 6
00:56:58
13
00:57:00
así se calcula
00:57:01
ese determinante
00:57:03
la y, la j y la k nos dan
00:57:05
la y, la j y la k
00:57:07
lo que nos dan son las direcciones
00:57:09
la dirección y es la del
00:57:10
eje x, la j la del eje
00:57:13
la del eje
00:57:15
lo diría
00:57:17
la del eje
00:57:19
I y la K
00:57:21
es la del eje hecho
00:57:23
el determinante, es un determinante
00:57:25
lo que he hecho ha sido este por este por este
00:57:26
2I, 3 por 4 más 12K
00:57:28
y J por 0 menos 1
00:57:31
vale, y luego en la otra dirección
00:57:32
en la otra dirección
00:57:35
menos 1 por 1 por K
00:57:37
menos K, 4 por 0 por I
00:57:39
0I y 3 por J por 2
00:57:40
6J y ahora resto esto menos esto
00:57:43
2I más 12K
00:57:45
menos menos k que es más k
00:57:47
y menos 6j
00:57:49
y ahora digo, ¿y cuántas hay?
00:57:50
2j es menos 6
00:57:52
y k es 13
00:57:54
pues mi producto vectorial
00:57:55
¿pero tú sabes hacer un determinante de 3 por 3?
00:57:58
sí, pero no lo veo, ahí no lo estoy viendo
00:58:02
pero hazlo
00:58:04
pero que no sé, no sé por qué hay un 2
00:58:05
¿por qué estoy?
00:58:08
¿cómo se hace un determinante?
00:58:10
¿cómo lo tengo que hacer?
00:58:11
primero, así, ¿no? empieza así
00:58:12
pues multiplica, multiplica esto
00:58:14
Ah, que lo multiplica.
00:58:16
Hombre, estoy haciendo un determinante.
00:58:19
No me dices que sabes hacer un determinante.
00:58:21
Sí, pero no lo estoy entendiendo.
00:58:23
¿Por qué hay letras?
00:58:25
Porque las letras forman parte de las matemáticas.
00:58:26
J, K son las letras con las que se escriben en geometría del espacio,
00:58:30
los tres direcciones del espacio.
00:58:35
I es la X, J es la I y K se van.
00:58:36
No es que se vayan, no es que se vayan.
00:58:41
Es que cualquier vector, cualquier vector v, 2 menos 1, 3, en realidad es el vector 2i menos 1j más 3k.
00:58:43
Esto es lo mismo que esto, lo que pasa que se quita, la i, j, k se quitan.
00:59:02
Y cuando hacemos el determinante para calcular el producto vectorial, mantenemos la j, pero como veis al final, o sea, mantenemos las direcciones, pero luego las quito.
00:59:07
¿Vale? Esto y esto es lo mismo. Esto y esto, o sea, que si en algún momento, en algún ejercicio, os diesen un vector de esta manera, saber que esta.
00:59:21
Bueno, venga, y por último, producto mixto.
00:59:30
Mañana haremos ejercicios y veréis que es bastante sencillo.
00:59:35
El producto mixto se hace entre tres vectores.
00:59:45
Es un producto escalar.
00:59:59
Tened en cuenta que los vectores no se pueden multiplicar entre sí.
01:00:03
Yo no os he dicho en ningún momento que se puedan multiplicar.
01:00:07
O sea, las operaciones matemáticas normales que se pueden hacer con los vectores
01:00:10
son sumar, restar y multiplicar con un número, no se pueden multiplicar dos vectores, los
01:00:14
productos de vectores son el escalar, el vectorial y el mixto, ¿vale? No se pueden multiplicar
01:00:19
los componentes de dos vectores, eso no te da nada, ¿vale? Bueno, entonces, el producto
01:00:26
escalar, digo, el producto
01:00:35
mixto
01:00:37
es un número exactamente
01:00:38
igual
01:00:41
y consiste en hacer
01:00:42
el producto vectorial
01:00:53
de dos y con
01:00:56
el resultado, el producto vectorial
01:00:57
me da otro vector. Hacer luego
01:00:59
el producto escalar con el
01:01:01
resultado de esto. ¿De acuerdo?
01:01:03
Y hay una forma rápida
01:01:06
de hacerlo y es un
01:01:07
número. Esto no tiene ni dirección
01:01:09
ni sentido ni nada, el producto
01:01:12
escalar, digo el producto
01:01:13
mixto de tres vectores es
01:01:15
un número
01:01:17
y se me ha olvidado deciros antes una cosa importante
01:01:18
bueno, y
01:01:21
se calcula
01:01:22
se calcula si v
01:01:25
bueno
01:01:27
el producto mixto
01:01:29
es importantísimo
01:01:31
porque si no, no sabes que es un vector
01:01:52
eso es importantísimo
01:01:53
pero hay que hacerlo
01:01:56
es un vector
01:01:58
pero antes como que has puesto
01:01:59
lo de v y w como abajo
01:02:01
y la i, la j, la k arriba
01:02:03
porque era otra cosa
01:02:05
a veces sumo, a veces resto, otras veces hago
01:02:06
un logaritmo, otras veces multiplico
01:02:09
otras veces hago, antes estaba haciendo
01:02:11
un producto vectorial
01:02:13
el producto vectorial
01:02:14
se hace así, como es un vector
01:02:16
en la primera fila
01:02:19
el determinante es i, j, k
01:02:22
que son las tres direcciones del vector
01:02:23
y
01:02:25
el producto mixto es un número y se hace con los números y de aquí te haces el determinante y te sale un número, ¿de acuerdo?
01:02:26
Entonces, ese número, la interpretación geométrica de ese número es que el valor que sale del producto este es,
01:02:35
si yo tengo tres vectores
01:02:44
y hago su producto
01:02:46
su producto mixto
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pues es el volumen
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de este paralelepípedo
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bueno, si lo hubiese dibujado
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bien
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¿de acuerdo?
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si yo tengo estos tres
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bueno, pues el volumen de estos sale
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es directamente el valor
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que sale de hacer su producto mixto
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evidentemente esto está fatalmente dibujado
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bueno, y entonces
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dos cosas y acabamos
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importantísimo
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si el producto, hemos dicho
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que si el producto escalar
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de dos vectores es cero
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los vectores son perpendiculares
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bueno, si el producto vectorial
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es cero
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si el producto vectorial
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es cero
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el producto vectorial de dos vectores
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es cero
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es decir, que os da
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cero, cero, cero
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entonces es que los vectores
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son paralelos
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importantísimo
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si yo quiero saber si los vectores
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son perpendiculares, hago su producto escalar
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y si me da cero, son perpendiculares
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Si quiero saber si son paralelos puedo o bien ver que sus componentes son proporcionales como habíamos dicho al principio o bien calculando su producto vectorial y si me da cero es que son paralelos.
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¿Por qué? Porque entra el seno, si esto da cero quiere decir que los dos vectores, el ángulo que forman es cero, es decir son paralelos.
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Y por último, si el producto mixto es cero, el producto de tres vectores es cero,
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quiere decir que los vectores son coplanarios.
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¿Qué son tres vectores coplanarios? A ver, alguien que lo explique.
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¿Qué es?
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que están en el mismo plano
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comparten planos
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son coplanarios
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están en el mismo plano
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al estar en el mismo plano
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lógicamente esto se vendría aquí abajo
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y ya no hay paralelepípedo posible
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por lo tanto su vector
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su producto mixto
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¿vale?
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es bastante sencillo
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Es muy sencillo, ¿eh? Lo que pasa es que hay que sabérselo.
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¿Qué problema es que hay que sabérselo?
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Al final tendría una fórmula y todo eso, sí, pero así la teoría ha sido...
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Hostia, la teoría, ¿eh?
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Ha sido toda la teoría.
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Aunque he entendido más esto que la trigonometría, tío.
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Sí.
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Trigonometría todavía se puede saber cómo se hace.
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Bueno, es que se va intentando aprender las matrices, ¿eh?
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La parte estacional de la matriz.
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Si el producto vectorial es cero...
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No, ese no.
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Sí, lo de tres pinchas que están...
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Pues imagínate cómo voy.
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Creo que es el cuarto.
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¡Qué morra, tío! ¡Qué morra, tío!
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¡Ya ves!
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¡Tiene que ser todo fácil eso!
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Mariana, que no se vaya a caer, que no se va a caer.
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Vamos, le coges la mano y me cachan.
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Que se vaya a la porta y ahí no se va a caer.
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¡Venga, se va a caer!
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Es normal que en nuestras comunidades hagan tan fácil que a mi madre no me vayan a aceptar mi familia.
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¡Hombre, tía!
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Este mismo que yo le he explicado en el proceso de llegar a la clase.
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Yo todo esto subo a las clases
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a la escritura
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o sea que tenéis que estar
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en la escritura
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La escritura es lo importante
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que es la economía y no es igual
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Una vez que hagamos los ejercicios
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veréis como irá mejor
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Venga, mañana nos vemos
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Adiós
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Hasta luego chicas y chicas
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- Materias:
- Matemáticas
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Primer Curso
- Segundo Curso
- Subido por:
- M.jose S.
- Licencia:
- Dominio público
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- Fecha:
- 4 de marzo de 2026 - 11:14
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- CEPAPUB CANILLEJAS
- Duración:
- 1h′ 07′ 51″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
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