Calculadora de producto cruz de vectores

Introduce las componentes de los vectores para calcular su producto cruz (a × b) y ver la resolución paso a paso.

Vector a
, ,
Vector b
, ,

Ejemplos rápidos

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Instrucciones de uso

Esta calculadora online de producto cruz (también conocido como producto vectorial) es una herramienta matemática avanzada diseñada para operar con vectores en el espacio tridimensional. A diferencia del producto punto, esta operación genera un nuevo vector que es ortogonal (perpendicular) a los dos originales.

Cómo ingresar tus datos:

  • Entrada directa en R3: introduce las tres componentes rectangulares (x, y, z) para cada uno de los vectores.
  • Formatos numéricos soportados: los campos de entrada son flexibles, puedes utilizar números enteros, decimales, fracciones exactas e incluso números irracionales (como raíces cuadradas). El motor algebraico procesará estos valores de forma simbólica para garantizar que no existan errores de redondeo durante el cálculo.

Estructura de los resultados:

Al procesar tu ejercicio, la herramienta te brinda una solución analítica, dividida en dos bloques principales:

  1. Respuesta rápida y notaciones: en el recuadro destacado superior visualizarás la respuesta de tu problema. La calculadora te mostrará el nuevo vector resultante expresado de dos maneras convencionales: en forma de componentes (x, y, z) y mediante la combinación lineal de vectores unitarios canónicos (i, j, k). Adicionalmente, esta caja te entregará el valor del módulo (magnitud) del vector resultante.
  2. Resolución paso a paso: en la sección inferior encontrarás el desglose completo del método empleado. El algoritmo te mostrará cómo se arma el determinante de una matriz 3x3, colocando los vectores unitarios i, j y k en la primera fila, y las componentes de tus vectores en las filas inferiores. Luego, verás la expansión por cofactores (resolviendo los subdeterminantes 2x2 para cada término), reduciendo las expresiones término a término hasta ensamblar el vector final.

Ejercicios resueltos

Los siguientes son ejemplos de problemas resueltos por la calculadora.

Calcular el producto cruz de los vectores \(\vec{a}=\langle 3, -2, 4\rangle\) y \(\vec{b}=\langle 1, 5, -3\rangle.\)

Resultado

El producto cruz (vectorial) de los vectores dados es:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \langle -14, 13, 17 \rangle $$

Notación de vectores unitarios: $$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = -14\hat{i} + 13\hat{j} + 17\hat{k} $$

Módulo del vector resultante: $$ \displaystyle |\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{654} \approx 25.57 $$

Resolución paso a paso

1. Identificar los vectores.

Los vectores a trabajar son:

$$ \displaystyle \vec{a} = \langle 3, -2, 4 \rangle \\[1em] \vec{b} = \langle 1, 5, -3 \rangle $$

2. Formular el determinante general.

Expresamos el producto vectorial mediante un determinante de 3x3, donde la primera fila contiene los vectores unitarios i, j, k, y las siguientes filas contienen las componentes de los vectores.

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.3em] a_x & a_y & a_z \\[0.5em] b_x & b_y & b_z \end{vmatrix} $$

3. Sustituir las componentes de los vectores.

Reemplazamos los valores de los vectores ingresados en el determinante respetando su orden (porque el producto vectorial no es conmutativo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.5em] 3 & -2 & 4 \\[0.5em] 1 & 5 & -3 \end{vmatrix} $$

4. Desarrollar el determinante por menores.

Expandimos el determinante principal separando en los componentes unitarios i, j, k acompañados de sus respectivos determinantes menores de 2x2. Recordamos alternar los signos de los términos (positivo, negativo, positivo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \hat{i} \begin{vmatrix} -2 & 4 \\[0.5em] 5 & -3 \end{vmatrix} - \hat{j} \begin{vmatrix} 3 & 4 \\[0.5em] 1 & -3 \end{vmatrix} + \hat{k} \begin{vmatrix} 3 & -2 \\[0.5em] 1 & 5 \end{vmatrix} $$

5. Resolver y simplificar.

Calculamos los determinantes de 2x2 multiplicando cruzado y restando sus productos para obtener cada componente por separado.

Primer término (vector i):

$$ \displaystyle \hat{i} \begin{vmatrix} -2 & 4 \\[0.5em] 5 & -3 \end{vmatrix} = \hat{i} [(-2)(-3) - (4)(5)] \\[1em] = \hat{i} [6 - 20] \\[1em] = -14\hat{i} $$

Segundo término (vector j):

Es importante no olvidar el signo negativo en este término.

$$ \displaystyle - \hat{j} \begin{vmatrix} 3 & 4 \\[0.5em] 1 & -3 \end{vmatrix} = - \hat{j} [(3)(-3) - (4)(1)] \\[1em] = - \hat{j} [-9 - 4] \\[1em] = 13\hat{j} $$

Tercer término (vector k):

$$ \displaystyle \hat{k} \begin{vmatrix} 3 & -2 \\[0.5em] 1 & 5 \end{vmatrix} = \hat{k} [(3)(5) - (-2)(1)] \\[1em] = \hat{k} [15 - (-2)] \\[1em] = 17\hat{k} $$

Ensamblar el vector

Ahora que tenemos las tres componentes, podemos armar el vector resultante:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = -14\hat{i} + 13\hat{j} + 17\hat{k} \\[1em] \vec{a} \times \vec{b} = \langle -14, 13, 17 \rangle $$
Hallar el producto vectorial de los vectores \(\langle 0, 2, 0\rangle\) y \(\langle -4, 0, 1\rangle.\)

Resultado

El producto cruz (vectorial) de los vectores dados es:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \langle 2, 0, 8 \rangle $$

Notación de vectores unitarios: $$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 2\hat{i} + 8\hat{k} $$

Módulo del vector resultante: $$ \displaystyle |\vec{a} \times \vec{b}| = 2 \sqrt{17} \approx 8.25 $$

Resolución paso a paso

1. Identificar los vectores.

Los vectores a trabajar son:

$$ \displaystyle \vec{a} = \langle 0, 2, 0 \rangle \\[1em] \vec{b} = \langle -4, 0, 1 \rangle $$

2. Formular el determinante general.

Expresamos el producto vectorial mediante un determinante de 3x3, donde la primera fila contiene los vectores unitarios i, j, k, y las siguientes filas contienen las componentes de los vectores.

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.3em] a_x & a_y & a_z \\[0.5em] b_x & b_y & b_z \end{vmatrix} $$

3. Sustituir las componentes de los vectores.

Reemplazamos los valores de los vectores ingresados en el determinante respetando su orden (porque el producto vectorial no es conmutativo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.5em] 0 & 2 & 0 \\[0.5em] -4 & 0 & 1 \end{vmatrix} $$

4. Desarrollar el determinante por menores.

Expandimos el determinante principal separando en los componentes unitarios i, j, k acompañados de sus respectivos determinantes menores de 2x2. Recordamos alternar los signos de los términos (positivo, negativo, positivo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \hat{i} \begin{vmatrix} 2 & 0 \\[0.5em] 0 & 1 \end{vmatrix} - \hat{j} \begin{vmatrix} 0 & 0 \\[0.5em] -4 & 1 \end{vmatrix} + \hat{k} \begin{vmatrix} 0 & 2 \\[0.5em] -4 & 0 \end{vmatrix} $$

5. Resolver y simplificar.

Calculamos los determinantes de 2x2 multiplicando cruzado y restando sus productos para obtener cada componente por separado.

Primer término (vector i):

$$ \displaystyle \hat{i} \begin{vmatrix} 2 & 0 \\[0.5em] 0 & 1 \end{vmatrix} = \hat{i} [(2)(1) - (0)(0)] \\[1em] = \hat{i} [2 - 0] \\[1em] = 2\hat{i} $$

Segundo término (vector j):

Es importante no olvidar el signo negativo en este término.

$$ \displaystyle - \hat{j} \begin{vmatrix} 0 & 0 \\[0.5em] -4 & 1 \end{vmatrix} = - \hat{j} [(0)(1) - (0)(-4)] \\[1em] = - \hat{j} [0 - 0] \\[1em] = 0\hat{j} $$

Tercer término (vector k):

$$ \displaystyle \hat{k} \begin{vmatrix} 0 & 2 \\[0.5em] -4 & 0 \end{vmatrix} = \hat{k} [(0)(0) - (2)(-4)] \\[1em] = \hat{k} [0 - (-8)] \\[1em] = 8\hat{k} $$

Ensamblar el vector

Ahora que tenemos las tres componentes, podemos armar el vector resultante:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 2\hat{i} + 8\hat{k} \\[1em] \vec{a} \times \vec{b} = \langle 2, 0, 8 \rangle $$
Obtener el producto a × b entre los vectores \(\vec{a}=\langle 1/2, 3, -1\rangle\) y \(\vec{b}=\langle 2, -1/3, 4 \rangle.\)

Resultado

El producto cruz (vectorial) de los vectores dados es:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \left\langle \frac{35}{3}, -4, -\frac{37}{6} \right\rangle \approx \langle 11.67, -4, -6.17 \rangle $$

Notación de vectores unitarios: $$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \frac{35}{3}\hat{i} - 4\hat{j} - \frac{37}{6}\hat{k} $$

Módulo del vector resultante: $$ \displaystyle |\vec{a} \times \vec{b}| = \frac{37 \sqrt{5}}{6} \approx 13.79 $$

Resolución paso a paso

1. Identificar los vectores.

Los vectores a trabajar son:

$$ \displaystyle \vec{a} = \left\langle \frac{1}{2}, 3, -1 \right\rangle \\[1em] \vec{b} = \left\langle 2, -\frac{1}{3}, 4 \right\rangle $$

2. Formular el determinante general.

Expresamos el producto vectorial mediante un determinante de 3x3, donde la primera fila contiene los vectores unitarios i, j, k, y las siguientes filas contienen las componentes de los vectores.

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.3em] a_x & a_y & a_z \\[0.5em] b_x & b_y & b_z \end{vmatrix} $$

3. Sustituir las componentes de los vectores.

Reemplazamos los valores de los vectores ingresados en el determinante respetando su orden (porque el producto vectorial no es conmutativo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.5em] \frac{1}{2} & 3 & -1 \\[0.5em] 2 & -\frac{1}{3} & 4 \end{vmatrix} $$

4. Desarrollar el determinante por menores.

Expandimos el determinante principal separando en los componentes unitarios i, j, k acompañados de sus respectivos determinantes menores de 2x2. Recordamos alternar los signos de los términos (positivo, negativo, positivo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \hat{i} \begin{vmatrix} 3 & -1 \\[0.5em] -\frac{1}{3} & 4 \end{vmatrix} - \hat{j} \begin{vmatrix} \frac{1}{2} & -1 \\[0.5em] 2 & 4 \end{vmatrix} + \hat{k} \begin{vmatrix} \frac{1}{2} & 3 \\[0.5em] 2 & -\frac{1}{3} \end{vmatrix} $$

5. Resolver y simplificar.

Calculamos los determinantes de 2x2 multiplicando cruzado y restando sus productos para obtener cada componente por separado.

Primer término (vector i):

$$ \displaystyle \hat{i} \begin{vmatrix} 3 & -1 \\[0.5em] -\frac{1}{3} & 4 \end{vmatrix} = \hat{i} \left[(3)(4) - (-1)\left(-\frac{1}{3}\right)\right] \\[1em] = \hat{i} \left[12 - \frac{1}{3}\right] \\[1em] = \frac{35}{3}\hat{i} $$

Segundo término (vector j):

Es importante no olvidar el signo negativo en este término.

$$ \displaystyle - \hat{j} \begin{vmatrix} \frac{1}{2} & -1 \\[0.5em] 2 & 4 \end{vmatrix} = - \hat{j} \left[\left(\frac{1}{2}\right)(4) - (-1)(2)\right] \\[1em] = - \hat{j} [2 - (-2)] \\[1em] = -4\hat{j} $$

Tercer término (vector k):

$$ \displaystyle \hat{k} \begin{vmatrix} \frac{1}{2} & 3 \\[0.5em] 2 & -\frac{1}{3} \end{vmatrix} = \hat{k} \left[\left(\frac{1}{2}\right)\left(-\frac{1}{3}\right) - (3)(2)\right] \\[1em] = \hat{k} \left[-\frac{1}{6} - 6\right] \\[1em] = -\frac{37}{6}\hat{k} $$

Ensamblar el vector

Ahora que tenemos las tres componentes, podemos armar el vector resultante:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \frac{35}{3}\hat{i} - 4\hat{j} - \frac{37}{6}\hat{k} \\[1em] \vec{a} \times \vec{b} = \left\langle \frac{35}{3}, -4, -\frac{37}{6} \right\rangle \approx \langle 11.67, -4, -6.17 \rangle $$
Calcular el producto cruz de los vectores con componentes decimales \(\langle -1.5, 2.4, 0\rangle\) y \(\langle 3.2, -1, 2.5\rangle.\)

Resultado

El producto cruz (vectorial) de los vectores dados es:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \left\langle 6, \frac{15}{4}, -\frac{309}{50} \right\rangle \approx \langle 6, 3.75, -6.18 \rangle $$

Notación de vectores unitarios: $$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 6\hat{i} + \frac{15}{4}\hat{j} - \frac{309}{50}\hat{k} $$

Módulo del vector resultante: $$ \displaystyle |\vec{a} \times \vec{b}| = \frac{3 \sqrt{3} \sqrt{32687}}{100} \approx 9.39 $$

Resolución paso a paso

1. Identificar los vectores.

Los vectores a trabajar son:

$$ \displaystyle \vec{a} = \langle -1.5, 2.4, 0 \rangle = \left\langle -\frac{3}{2}, \frac{12}{5}, 0 \right\rangle \\[1em] \vec{b} = \langle 3.2, -1, 2.5 \rangle = \left\langle \frac{16}{5}, -1, \frac{5}{2} \right\rangle $$

2. Formular el determinante general.

Expresamos el producto vectorial mediante un determinante de 3x3, donde la primera fila contiene los vectores unitarios i, j, k, y las siguientes filas contienen las componentes de los vectores.

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.3em] a_x & a_y & a_z \\[0.5em] b_x & b_y & b_z \end{vmatrix} $$

3. Sustituir las componentes de los vectores.

Reemplazamos los valores de los vectores ingresados en el determinante respetando su orden (porque el producto vectorial no es conmutativo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.5em] -\frac{3}{2} & \frac{12}{5} & 0 \\[0.5em] \frac{16}{5} & -1 & \frac{5}{2} \end{vmatrix} $$

4. Desarrollar el determinante por menores.

Expandimos el determinante principal separando en los componentes unitarios i, j, k acompañados de sus respectivos determinantes menores de 2x2. Recordamos alternar los signos de los términos (positivo, negativo, positivo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \hat{i} \begin{vmatrix} \frac{12}{5} & 0 \\[0.5em] -1 & \frac{5}{2} \end{vmatrix} - \hat{j} \begin{vmatrix} -\frac{3}{2} & 0 \\[0.5em] \frac{16}{5} & \frac{5}{2} \end{vmatrix} + \hat{k} \begin{vmatrix} -\frac{3}{2} & \frac{12}{5} \\[0.5em] \frac{16}{5} & -1 \end{vmatrix} $$

5. Resolver y simplificar.

Calculamos los determinantes de 2x2 multiplicando cruzado y restando sus productos para obtener cada componente por separado.

Primer término (vector i):

$$ \displaystyle \hat{i} \begin{vmatrix} \frac{12}{5} & 0 \\[0.5em] -1 & \frac{5}{2} \end{vmatrix} = \hat{i} \left[\left(\frac{12}{5}\right)\left(\frac{5}{2}\right) - (0)(-1)\right] \\[1em] = \hat{i} [6 - 0] \\[1em] = 6\hat{i} $$

Segundo término (vector j):

Es importante no olvidar el signo negativo en este término.

$$ \displaystyle - \hat{j} \begin{vmatrix} -\frac{3}{2} & 0 \\[0.5em] \frac{16}{5} & \frac{5}{2} \end{vmatrix} = - \hat{j} \left[\left(-\frac{3}{2}\right)\left(\frac{5}{2}\right) - (0)\left(\frac{16}{5}\right)\right] \\[1em] = - \hat{j} \left[-\frac{15}{4} - 0\right] \\[1em] = \frac{15}{4}\hat{j} $$

Tercer término (vector k):

$$ \displaystyle \hat{k} \begin{vmatrix} -\frac{3}{2} & \frac{12}{5} \\[0.5em] \frac{16}{5} & -1 \end{vmatrix} = \hat{k} \left[\left(-\frac{3}{2}\right)(-1) - \left(\frac{12}{5}\right)\left(\frac{16}{5}\right)\right] \\[1em] = \hat{k} \left[\frac{3}{2} - \frac{192}{25}\right] \\[1em] = -\frac{309}{50}\hat{k} $$

Ensamblar el vector

Ahora que tenemos las tres componentes, podemos armar el vector resultante:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 6\hat{i} + \frac{15}{4}\hat{j} - \frac{309}{50}\hat{k} \\[1em] \vec{a} \times \vec{b} = \left\langle 6, \frac{15}{4}, -\frac{309}{50} \right\rangle \approx \langle 6, 3.75, -6.18 \rangle $$
Encontrar el resultado del producto vectorial \(\langle 1, 1, 1\rangle \times \langle -1, -1, -1\rangle.\)

Resultado

El producto cruz (vectorial) de los vectores dados es:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \langle 0, 0, 0 \rangle $$

Notación de vectores unitarios: $$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 0\hat{i} + 0\hat{j} + 0\hat{k} $$

Módulo del vector resultante: $$ \displaystyle |\vec{a} \times \vec{b}| = 0 $$

Resolución paso a paso

1. Identificar los vectores.

Los vectores a trabajar son:

$$ \displaystyle \vec{a} = \langle 1, 1, 1 \rangle \\[1em] \vec{b} = \langle -1, -1, -1 \rangle $$

2. Formular el determinante general.

Expresamos el producto vectorial mediante un determinante de 3x3, donde la primera fila contiene los vectores unitarios i, j, k, y las siguientes filas contienen las componentes de los vectores.

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.3em] a_x & a_y & a_z \\[0.5em] b_x & b_y & b_z \end{vmatrix} $$

3. Sustituir las componentes de los vectores.

Reemplazamos los valores de los vectores ingresados en el determinante respetando su orden (porque el producto vectorial no es conmutativo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\[0.5em] 1 & 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 & -1 \end{vmatrix} $$

4. Desarrollar el determinante por menores.

Expandimos el determinante principal separando en los componentes unitarios i, j, k acompañados de sus respectivos determinantes menores de 2x2. Recordamos alternar los signos de los términos (positivo, negativo, positivo).

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = \hat{i} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} - \hat{j} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} + \hat{k} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} $$

5. Resolver y simplificar.

Calculamos los determinantes de 2x2 multiplicando cruzado y restando sus productos para obtener cada componente por separado.

Primer término (vector i):

$$ \displaystyle \hat{i} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} = \hat{i} [(1)(-1) - (1)(-1)] \\[1em] = \hat{i} [-1 - (-1)] \\[1em] = 0\hat{i} $$

Segundo término (vector j):

Es importante no olvidar el signo negativo en este término.

$$ \displaystyle - \hat{j} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} = - \hat{j} [(1)(-1) - (1)(-1)] \\[1em] = - \hat{j} [-1 - (-1)] \\[1em] = 0\hat{j} $$

Tercer término (vector k):

$$ \displaystyle \hat{k} \begin{vmatrix} 1 & 1 \\[0.5em] -1 & -1 \end{vmatrix} = \hat{k} [(1)(-1) - (1)(-1)] \\[1em] = \hat{k} [-1 - (-1)] \\[1em] = 0\hat{k} $$

Ensamblar el vector

Ahora que tenemos las tres componentes, podemos armar el vector resultante:

$$ \displaystyle \vec{a} \times \vec{b} = 0\hat{i} + 0\hat{j} + 0\hat{k} \\[1em] \vec{a} \times \vec{b} = \langle 0, 0, 0 \rangle $$

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Daniel Machado

Profesor de Matemática, graduado de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones (UNAM). Desarrollador y creador de RigelUp, dedicado a construir herramientas para el aprendizaje matemático.