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Compute \( \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} \) if \( \mathbf{u} \) and \( \mathbf{v} \) are unit vectors and the angle between them is \( \frac{\pi}{4} \). \( \mathbf{u} \cdot \mathbf{v}=\square \) (Type an exact answer, using radicals as needed. Use integers or fractions for any numbers in the expression.)

Ask by Davies Mathis. in the United States
Feb 03,2025

Solución de tutoría real

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\( \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = \dfrac{\sqrt{2}}{2} \)

Solución

To compute the dot product \( \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} \) of two unit vectors \( \mathbf{u} \) and \( \mathbf{v} \) with an angle \( \theta = \frac{\pi}{4} \) between them, we can use the formula: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = |\mathbf{u}| |\mathbf{v}| \cos(\theta) \] Since both \( \mathbf{u} \) and \( \mathbf{v} \) are unit vectors, their magnitudes are both 1: \[ |\mathbf{u}| = |\mathbf{v}| = 1 \] Substituting the values into the formula: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = 1 \times 1 \times \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) = \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) \] We know that: \[ \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \] Therefore: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = \frac{\sqrt{2}}{2} \] **Answer:** \( \dfrac{\sqrt{2}}{2} \)

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Beyond the Answer

To compute the dot product \( \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} \) of two unit vectors \( \mathbf{u} \) and \( \mathbf{v} \) with an angle \( \theta \) between them, we use the formula: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = |\mathbf{u}| |\mathbf{v}| \cos(\theta). \] Since both \( \mathbf{u} \) and \( \mathbf{v} \) are unit vectors, their magnitudes are: \[ |\mathbf{u}| = 1, \quad |\mathbf{v}| = 1. \] Thus, the dot product simplifies to: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = 1 \cdot 1 \cdot \cos\left(\frac{\pi}{4}\right). \] Now, we need to evaluate \( \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) \). We know that: \[ \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}. \] Therefore, we have: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = 1 \cdot 1 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2}}{2}. \] Finally, the answer is: \[ \mathbf{u} \cdot \mathbf{v} = \frac{\sqrt{2}}{2}. \]

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