Calculadora de Projeção Vetorial

Bem-vindo à Calculadora de Projeção Vetorial, uma poderosa ferramenta de álgebra linear que calcula a projeção de um vetor sobre outro com detalhamento da fórmula passo a passo, visualização geométrica interativa e decomposição ortogonal. Esteja você estudando álgebra linear, trabalhando em problemas de física ou analisando dados em aprendizado de máquina, esta calculadora torna as projeções vetoriais intuitivas e fáceis de entender.

O Que é Projeção Vetorial?

A projeção vetorial é uma operação fundamental na álgebra linear que determina quanto de um vetor segue na direção de outro. Dados os vetores a e b, a projeção de a sobre b produz um novo vetor que repousa sobre b e representa a "sombra" de a projetada sobre a linha definida por b.

Existem dois conceitos relacionados:

• Projeção escalar (componente): Um único número que representa o comprimento com sinal da projeção ao longo de b
• Projeção vetorial: Um vetor que repousa sobre b com a magnitude igual à projeção escalar

Fórmula da Projeção Vetorial

Fórmula da Projeção Escalar

Decomposição Ortogonal

Qualquer vetor a pode ser decomposto em duas componentes perpendiculares em relação a b:

Onde \(\vec{a}_{\perp} = \vec{a} - \text{proj}_{\vec{b}} \vec{a}\) é a componente de a perpendicular a b (também chamada de rejeição vetorial).

Como Usar Esta Calculadora

1. Escolha a dimensão: Selecione vetores 2D ou 3D usando os botões de alternância.
2. Insira os vetores: Digite as componentes do vetor a (o vetor a ser projetado) e do vetor b (a direção da projeção).
3. Calcular: Clique em "Calcular Projeção" para ver os resultados completos, incluindo projeção vetorial, projeção escalar, componente ortogonal, ângulo entre vetores e solução passo a passo.
4. Explore a visualização: Revise o diagrama interativo que mostra todos os vetores e a relação geométrica entre eles.

Entendendo Seus Resultados

• Projeção Vetorial: O vetor projeção que repousa sobre b
• Projeção Escalar: O comprimento com sinal da projeção (positivo se o ângulo < 90°, negativo se o ângulo > 90°)
• Componente Ortogonal: A parte de a perpendicular a b
• Ângulo Entre Vetores: O ângulo θ em graus e radianos
• Escalar de Projeção (a·b/b·b): O multiplicador aplicado a b para obter o vetor projeção

Aplicações da Projeção Vetorial

Casos Especiais

• Vetores paralelos (θ = 0°): A projeção de a sobre b é igual ao próprio a (escalonado pela razão de magnitude)
• Vetores anti-paralelos (θ = 180°): A projeção aponta na direção oposta de b
• Vetores perpendiculares (θ = 90°): A projeção é o vetor zero — a não possui componente ao longo de b
• Projeção escalar = 0: Os vetores são ortogonais
• Projeção escalar negativa: O ângulo entre os vetores excede 90°

Perguntas Frequentes

O que é uma projeção vetorial?

Uma projeção vetorial de a sobre b é a componente de a que repousa na direção de b. É calculada como proj_b(a) = (a·b / b·b) × b. O resultado é um vetor que aponta na mesma direção (ou oposta) de b, representando quanto de a segue ao longo de b.

Qual a diferença entre projeção escalar e projeção vetorial?

A projeção escalar fornece um único número representando o comprimento com sinal da projeção ao longo de b, calculado como comp_b(a) = a·b / |b|. A projeção vetorial resulta em um vetor que possui tanto magnitude quanto direção, calculado como proj_b(a) = (a·b / b·b) × b. A projeção escalar é a magnitude (com sinal) da projeção vetorial.

O que é a componente ortogonal (rejeição vetorial)?

A componente ortogonal (também chamada de rejeição vetorial) é a parte do vetor a que é perpendicular ao vetor b. É calculada como a_⊥ = a − proj_b(a). Juntas, a projeção e a rejeição decompõem a em duas componentes perpendiculares cuja soma é igual ao vetor original.

A projeção escalar pode ser negativa?

Sim. Uma projeção escalar negativa significa que o ângulo entre os dois vetores é maior que 90°, portanto, o vetor a possui uma componente apontando na direção oposta de b. O valor absoluto da projeção escalar ainda representa o comprimento da sombra projetada.

Por que a projeção vetorial é importante no aprendizado de máquina?

A projeção vetorial é fundamental para técnicas como a Análise de Componentes Principais (PCA), que projeta dados de alta dimensão nas direções de variância máxima. Também é usada em regressão (projetando vetores de resposta em espaços de recursos), sistemas de recomendação e redução de dimensionalidade, tornando-se uma das operações mais utilizadas na ciência de dados.

Recursos Adicionais

• Projeção Vetorial - Wikipedia (Inglês)
• Produto Escalar - Wikipedia