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# 1. Vetores 📐
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## Representação de um Vetor
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* Um vetor $\vec{v}$ pode ser representado em termos dos vetores unitários $\vec{i}$ e $\vec{j}$:
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$$\vec{v} = x\vec{i} + y\vec{j}$$
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* Ou pela sua forma de coordenadas:
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$$\vec{v} = (x, y)$$
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## 1.1 Operações com Vetores
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### Exemplo 1: Combinação Linear
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Sejam $\vec{v} = (-1, 4)$ e $\vec{u} = (2, -3)$, encontre $3\vec{u} + 2\vec{v}$.
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> $$3\vec{u} + 2\vec{v} = 3(2, -3) + 2(-1, 4)$$
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> $3\vec{u} + 2\vec{v} = (6, -9) + (-2, 8) = (6 - 2, -9 + 8)$
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> $$3\vec{u} + 2\vec{v} = (4, -1)$$
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### Exemplo 2: Determinação de um Vetor Desconhecido
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Determinar o vetor $\vec{w}$ na igualdade $3\vec{w} + 2\vec{u} = \dfrac{1}{2}\vec{v} + \vec{w}$, onde $\vec{u} = (3, 1)$ e $\vec{v} = (7, 4)$.
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> **Resolução da Equação:**
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> $3\vec{w} - \vec{w} = \dfrac{1}{2}\vec{v} - 2\vec{u}$
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> $2\vec{w} = \dfrac{1}{2}(7, 4) - 2(3, 1)$
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> $2\vec{w} = (\frac{7}{2}, 2) - (6, 2)$
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> $2\vec{w} = (\frac{7}{2} - 6, 2 - 2) = (\frac{7 - 12}{2}, 0)$
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> $2\vec{w} = (-\frac{5}{2}, 0)$
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> $\vec{w} = \frac{1}{2}(-\frac{5}{2}, 0)$
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> $$\vec{w} = (-\frac{5}{4}, 0)$$
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## 1.2 Vetor Definido por Dois Pontos
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### Definição
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Sejam $A = (x_1, y_1)$ e $B = (x_2, y_2)$ dois pontos. O vetor de origem no ponto $A$ e extremidade no ponto $B$ é:
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$$\overrightarrow{AB} = B - A = (x_2-x_1, y_2-y_1)$$
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### Exemplo: Encontrando $\overrightarrow{AB}$ e $\overrightarrow{BA}$
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Se $A=(1,1)$ e $B=(-1,3)$, encontre os vetores $\overrightarrow{AB}$ e $\overrightarrow{BA}$.
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> **Vetor $\overrightarrow{AB}$:**
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> $$\overrightarrow{AB} = (x_2 - x_1, y_2 - y_1) = (-1-1, 3-1)$$
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> $$\overrightarrow{AB} = (-2, 2)$$
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> **Vetor $\overrightarrow{BA}$:**
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> $$\overrightarrow{BA} = (x_1 - x_2, y_1 - y_2) = (1 - (-1), 1 - 3) = (1 + 1, 1 - 3)$$
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> $$\overrightarrow{BA} = (2, -2)$$
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## 1.3 Vetores Paralelos
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### Condição de Paralelismo
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Como saber se os vetores $\vec{u} = (x_1, y_1)$ e $\vec{v} = (x_2, y_2)$ são paralelos?
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$$\vec{u} \parallel \vec{v} \iff \dfrac{x_1}{x_2} = \dfrac{y_1}{y_2} \quad (\text{com } x_2 \ne 0 \text{ e } y_2 \ne 0)$$
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*Ou equivalentemente, se $\vec{u} = k\vec{v}$ para algum escalar $k \ne 0$.*
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## 1.4 Módulo de um Vetor (Norma)
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### Módulo de $\vec{v}=(x,y)$
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O módulo (ou norma) de um vetor $\vec{v}=(x,y)$ é igual a:
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$$|\vec{v}| = \sqrt{x^2+y^2}$$
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**Propriedades:**
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* A relação entre o módulo ao quadrado e as coordenadas é:
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$$|\vec{v}|^2 = x^2 + y^2$$
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* Como o módulo $|\vec{v}|$ é sempre não-negativo ($|\vec{v}| \ge 0$), a única solução válida é a raiz quadrada positiva:
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$$|\vec{v}|=\sqrt{x^2 + y^2}$$
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### Módulo de $\overrightarrow{AB}$
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Caso $A=(x_1,y_1)$ e $B=(x_2, y_2)$, o módulo do vetor $\overrightarrow{AB}$ é:
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$$|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$$
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*(A expressão original estava incorreta: faltavam os quadrados em cada termo da subtração.)*
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## 1.5 Versor e Oposto de um Vetor
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### Exercício 1
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Encontre o **versor** e o **oposto** de $\vec{v} = (3, -4)$ e o módulo de $\overrightarrow{AB}$ onde $A = (0,1)$ e $B = (2,2)$.
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> **1. Versor ($\hat{v}$):** O versor é o vetor unitário na mesma direção e sentido de $\vec{v}$.
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> * Primeiro, o módulo de $\vec{v}$: $|\vec{v}| = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$
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> * O versor é: $$\hat{v} = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|} = \frac{1}{5}(3, -4) = (\frac{3}{5}, -\frac{4}{5})$$
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> **2. Oposto de $\vec{v}$:** O oposto é $-\vec{v}$.
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> $$-\vec{v} = -(3, -4) = (-3, 4)$$
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> **3. Módulo de $\overrightarrow{AB}$:**
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> * $\overrightarrow{AB} = B - A = (2 - 0, 2 - 1) = (2, 1)$
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> * $$|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{4 + 1} = \sqrt{5}$$
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### Exercício 2
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Dado os vetores $\vec{u} = (-1, 3)$ e $\vec{v} = (-2,-1)$, determine $|2\vec{u} - 3\vec{v}|$.
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> **Cálculo da Expressão Vetorial:**
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> $$2\vec{u} - 3\vec{v} = 2(-1,3) - 3(-2, -1)$$
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> $$2\vec{u} - 3\vec{v} = (-2, 6) + (6, 3)$$
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> $$2\vec{u} - 3\vec{v} = (-2 + 6, 6 + 3) = (4, 9)$$
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> **Cálculo do Módulo:**
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> $$|2\vec{u} - 3\vec{v}| = |(4,9)| = \sqrt{4^2 + 9^2}$$
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> $$|2\vec{u} - 3\vec{v}| = \sqrt{16 + 81}$$
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> $$|2\vec{u} - 3\vec{v}| = \sqrt{97}$$
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*(Havia um erro de cálculo no texto original: $4^2 = 16$, não $18$. A correção foi aplicada acima.)* |