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Calculadora de Vetor Unitário

Informe um vetor 2D, 3D ou mais longo, até 50 dimensões, para obter o módulo, o vetor unitário e os ângulos diretores.

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Exemplos:
PRÉ-VISUALIZAÇÃO DE NORMALIZAÇÃO AO VIVO
Vetor vseparado por vírgulas

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Calculadora de Vetor Unitário

A Calculadora de Vetor Unitário calcula o vetor normalizado (vetor unitário) na direção de qualquer vetor dado em 2D, 3D ou n-dimensional usando a fórmula \(\hat{v} = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}\). Insira os componentes do seu vetor para obter instantaneamente o vetor unitário, magnitude, ângulos diretores, fator de escala e um processo de normalização passo a passo com verificação visual de que o vetor resultante possui comprimento 1.

O Que É um Vetor Unitário?

Um vetor unitário é um vetor cuja magnitude (comprimento) é exatamente 1. Ele preserva apenas a direção do vetor original, removendo a magnitude. Vetores unitários são denotados com um símbolo de "chapéu": \(\hat{v}\) (lê-se "v-chapéu"). Cada vetor não nulo possui um vetor unitário único que aponta na mesma direção.

Vetores Unitários da Base Canônica

î
eixo x
(1, 0, 0)
ĵ
eixo y
(0, 1, 0)
eixo z
(0, 0, 1)

Qualquer vetor pode ser expresso como uma combinação linear desses vetores unitários de base: \(\vec{v} = v_x\hat{i} + v_y\hat{j} + v_z\hat{k}\).

Fórmula do Vetor Unitário

PropriedadeFórmulaDescrição
Vetor Unitário\(\hat{v} = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}\)Divida cada componente pela magnitude
Magnitude\(|\vec{v}| = \sqrt{v_x^2 + v_y^2 + v_z^2}\)Norma Euclidiana (comprimento) do vetor
Verificação\(|\hat{v}| = 1\)O vetor unitário sempre tem comprimento 1
Cossenos Diretores\(\cos\alpha = \hat{v}_x, \; \cos\beta = \hat{v}_y, \; \cos\gamma = \hat{v}_z\)Componentes do vetor unitário são os cossenos diretores
Identidade\(\cos^2\alpha + \cos^2\beta + \cos^2\gamma = 1\)A soma dos quadrados dos cossenos diretores é sempre igual a 1

Aplicações no Mundo Real

🎮
Desenv. de Jogos
Vetores de direção normalizados para movimento de personagens e controle de câmera
💡
Gráficos 3D
Normais de superfície para cálculos de iluminação e sombreamento
Física
Vetores de direção de força e velocidade, direções de linhas de campo
🤖
Machine Learning
Normalização de recursos e cálculos de similaridade por cosseno
🧭
Navegação
Vetores de rumo para GPS, drones e veículos autônomos
📡
Processamento de Sinais
Vetores de base normalizados em análise de Fourier e filtragem

Como Usar a Calculadora de Vetor Unitário

  1. Selecione a dimensão: Escolha 2D, 3D ou Personalizada para dimensões maiores. Ou clique em um exemplo rápido para preencher automaticamente um vetor de amostra.
  2. Insira o vetor: Digite os componentes separados por vírgulas (por exemplo, 3, 4 para 2D ou 1, 2, 3 para 3D).
  3. Acompanhe a prévia ao vivo: O diagrama é atualizado em tempo real, mostrando o vetor original e o vetor unitário em um círculo unitário.
  4. Clique em Normalizar Vetor: Pressione o botão para obter os resultados completos, incluindo o vetor unitário, ângulos diretores, detalhamento de componentes e verificação passo a passo.
  5. Explore a animação: Clique no botão Animação para assistir ao processo de normalização — o vetor original encolhe suavemente até o círculo unitário.

Propriedades dos Vetores Unitários

FAQ

O que é um vetor unitário?
Um vetor unitário é um vetor com uma magnitude (comprimento) de exatamente 1. Ele aponta na mesma direção que o vetor original, mas foi redimensionado para que seu comprimento seja igual a 1. Vetores unitários também são chamados de vetores normalizados ou vetores de direção. Eles são escritos com a notação de chapéu, como v̂.
Como encontrar o vetor unitário de um vetor dado?
Para encontrar o vetor unitário, divida cada componente do vetor por sua magnitude. Se v = (a, b, c), primeiro calcule a magnitude |v| = √(a² + b² + c²), então o vetor unitário é v̂ = (a/|v|, b/|v|, c/|v|). Este processo é chamado de normalização.
Um vetor nulo pode ter um vetor unitário?
Não. O vetor nulo (0, 0, 0) tem uma magnitude de 0, e a divisão por zero é indefinida. O vetor nulo não tem direção, portanto, nenhum vetor unitário pode ser definido para ele. Nossa calculadora detecta este caso e exibe uma mensagem clara.
O que são ângulos diretores de um vetor?
Ângulos diretores (α, β, γ) são os ângulos que um vetor faz com os eixos positivos x, y e z, respectivamente. Eles são encontrados calculando o arco cosseno de cada componente do vetor unitário: α = arccos(v̂ₓ), β = arccos(v̂ᵧ), γ = arccos(v̂_z). Os cossenos diretores satisfazem cos²α + cos²β + cos²γ = 1.
Por que os vetores unitários são importantes?
Os vetores unitários são fundamentais na física, engenharia e computação gráfica. Eles representam a direção pura sem magnitude, tornando-os essenciais para descrever orientações, normais de superfície, direções de luz, direções de velocidade e vetores de base em sistemas de coordenadas. No machine learning, normalizar vetores de recursos para comprimento unitário é uma etapa comum de pré-processamento.

Cite este conteúdo, página ou ferramenta como:

"Calculadora de Vetor Unitário" em https://MiniWebtool.com/br/calculadora-de-vetor-unitario/ de MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

pela equipe MiniWebtool. Atualizado em: 2026-04-10

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