5. Módulo de un vector

Módulo de un vector

Objetivo de la página

  • Calcular e interpretar el módulo de un vector en el plano cartesiano, usando sus componentes y el teorema de Pitágoras.

¿Qué es el módulo de un vector?

El módulo de un vector corresponde a su longitud.

Si un vector representa un desplazamiento, entonces su módulo indica cuántas unidades mide ese desplazamiento.

El módulo de un vector \(\vec{v}\) se escribe:

\[ |\vec{v}| \]

Fórmula del módulo en 2D

Si un vector tiene coordenadas:

\[ \vec{v}=(a,b) \]

entonces su módulo se calcula mediante:

\[ |\vec{v}|=\sqrt{a^2+b^2} \]

Esta fórmula se obtiene aplicando el teorema de Pitágoras al triángulo rectángulo formado por las componentes horizontal y vertical del vector.

Ejemplo 1: módulo de \(\overrightarrow{OA}\)

Observa el vector \(\overrightarrow{OA}\), donde \(O=(0,0)\) y \(A=(4,3)\).

Como \(\overrightarrow{OA}=(4,3)\), su módulo es:

\[ |\overrightarrow{OA}|=\sqrt{4^2+3^2} \]

\[ |\overrightarrow{OA}|=\sqrt{16+9} \]

\[ |\overrightarrow{OA}|=\sqrt{25}=5 \]

Por lo tanto, el vector mide \(5\) unidades.

Idea clave

El módulo no depende del sentido del vector, sino de su longitud.

Por ejemplo, \((4,3)\) y \((-4,-3)\) tienen el mismo módulo, porque ambos forman un triángulo rectángulo con catetos de longitudes \(4\) y \(3\).

Ejemplo 2: módulo de un vector entre dos puntos

Sean los puntos:

\[ A=(1,1) \qquad B=(5,4) \]

Primero calculamos el vector:

\[ \overrightarrow{AB}=(5-1,\;4-1)=(4,3) \]

Luego calculamos su módulo:

\[ |\overrightarrow{AB}|=\sqrt{4^2+3^2} \]

\[ |\overrightarrow{AB}|=\sqrt{16+9}=\sqrt{25}=5 \]

Entonces, la distancia desde \(A\) hasta \(B\) es \(5\) unidades.

Módulo de un vector entre dos puntos

Si \(A=(x_A,y_A)\) y \(B=(x_B,y_B)\), entonces:

\[ \overrightarrow{AB}=(x_B-x_A,\;y_B-y_A) \]

Por lo tanto:

\[ |\overrightarrow{AB}|=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2} \]

Error frecuente

No se calcula el módulo sumando directamente las componentes.

Por ejemplo, si \(\vec{v}=(4,3)\), no corresponde hacer:

\[ |\vec{v}|=4+3=7 \]

Lo correcto es usar:

\[ |\vec{v}|=\sqrt{4^2+3^2}=5 \]

Ejercicio 1: calcular módulos

Calcula el módulo de cada vector:

  1. \(\vec{u}=(6,8)\)
  2. \(\vec{v}=(5,12)\)
  3. \(\vec{w}=(-3,4)\)

Ejercicio 2: leer desde un gráfico

Observa los vectores dibujados desde el origen. Calcula el módulo de \(\overrightarrow{OA}\), \(\overrightarrow{OB}\), \(\overrightarrow{OC}\) y \(\overrightarrow{OD}\).

Ejercicio 3: módulo de un vector entre dos puntos

Calcula el módulo de cada vector entre dos puntos:

  1. \(A=(1,2)\), \(B=(4,6)\). Calcula \(|\overrightarrow{AB}|\).
  2. \(C=(-2,1)\), \(D=(4,9)\). Calcula \(|\overrightarrow{CD}|\).
  3. \(E=(3,-1)\), \(F=(-1,2)\). Calcula \(|\overrightarrow{EF}|\).

Ejercicio 4: hallar una componente desconocida

Sea el vector:

\[ \vec{v}=(x,3) \]

Si su módulo es \(5\), halla los posibles valores de \(x\).

Ejercicio 5: hallar un punto usando el módulo

Sean los puntos:

\[ A=(1,2) \qquad B=(a,6) \]

Si:

\[ |\overrightarrow{AB}|=5 \]

halla los posibles valores de \(a\).

Ejercicio 6: comparar módulos

Sin dibujar, determina cuáles de los siguientes vectores tienen el mismo módulo que \(\vec{u}=(6,8)\):

  1. \(\vec{a}=(-6,-8)\)
  2. \(\vec{b}=(8,6)\)
  3. \(\vec{c}=(-8,6)\)
  4. \(\vec{d}=(10,0)\)

Ejercicio 7: corregir un error frecuente

Un estudiante afirma:

“El módulo de \(\vec{v}=(4,3)\) es \(7\), porque \(4+3=7\)”.

¿Es correcta su afirmación? Justifica y corrige el procedimiento.

Para continuar

Ahora que sabemos calcular la longitud de un vector, podemos estudiar su dirección, es decir, el ángulo o inclinación que forma respecto del eje horizontal.