Tienes las expresiones de los vectores:
c = <-1,3,-1>,
w = <-1,0,2>.
a)
Comienza por plantear un vector perpendicular a c y a w a la vez, por medio del producto vectorial que muestras en tu imagen:
p = c x w = <-1,3,-1> x <-1,0,2> = <6,3,3>, cuyo módulo es: |p| = √(54) = 3√(6).
Luego, planteas la expresión de un vector unitario paralelo al vector p, y queda:
up = p/|p| = <6,3,3> / 3√(6) = <2,1,1> / √(6).
Luego, como tienes el módulo del vector v, que es paralelo al vector unitario, puedes plantear:
v = |v|*p = √(6)*<2,1,1> / √(6) = <2,1,1>.
b)
Planteas la condición de perpendicularidad entre el vector u = <x,y,z> (1) y el vector w, y queda:
w•u = 0, sustituyes las expresiones de los vectores, y queda:
<-1,0,2>•<x,y,z> = 0, desarrollas el producto escalar, cancelas el término nulo, y queda:
-x + 2z = 0, restas 2z en ambos miembros, y queda:
-x = -2z, multiplicas por -1 en ambos miembros, y queda:
x = 2z (2).
Luego, planteas la expresión del producto escalar entre el vector u y el vector director del eje OY: j = <0,1,0> (cuyo módulo es: |j| = 1) en función de las componentes de los vectores, y queda:
u•j = <x,y,z>•<0,1,0>, desarrollas el producto escalar, cancelas los términos nulos, y queda:
u•j = y (3).
Luego, planteas la expresión del producto escalar entre el vector u (observa que tienes el valor de su módulo: |u| = 2*√(15) en tu enunciado) y el vector j en función de los módulos de los vectores y de la medida del ángulo determinado por ellos que tienes en tu enunciado (β = 60°), y queda:
|u|*|j|*cosβ = u•j,
sustituyes las expresiones de los módulos de los vectores, del ángulo determinado por ellos y del producto escalar, y queda:
2*√(15)*1*cos(60°) = y, reemplazas el valor del último factor en el primer miembro, y queda:
2*√(15)*(1/2) = y, resuelves el producto entre factores racionales, y queda:
√(15) = y (4).
Luego, planteas la expresión del módulo del vector u, y queda:
√(x2+y2+z2) = 2*√(15),
elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda:
x2 + y2 + z2 = 60,
sustituyes la expresión remarcada y señalada (2), sustituyes el valor remarcado y señalado (4), y queda:
(2*z)2 + ( √(15) )2 + z2 = 60,
resuelves los dos primeros términos, y queda:
4*z2 + 15 + z2 = 60,
restas 15 en ambos miembros, reduces términos semejantes, y queda:
5*z2 = 45,
divides por 5 en ambos miembros, y queda:
z2 = 9,
extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y tienes dos opciones:
1°)
z = -3, reemplazas en la ecuación señalada (2), resuelves, y queda: x = -6,
y junto con el valor remarcado y señalado (4), tienes que la expresión del vector u queda:
u1 = < -6 , √(15) , -3 >;
2°)
z =-3, reemplazas en la ecuación señalada (2), resuelves, y queda: x = 6,
y junto con el valor remarcado y señalado (4), tienes que la expresión del vector u queda:
u2 = < 6 , √(15) , 3 >.
Espero haberte ayudado.