本题导读
本题考查两条直线垂直的充要条件,以及方向向量与内积的判定。
📌【题干】
Question
(1998年全国卷(理)) 两条直线 , 垂直的充要条件是()
A. B.
C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 回顾法向量特征:直线 的一个法向量为 ;直线 的一个法向量为 。
- 利用向量垂直判定:两直线垂直等价于它们的法向量互相垂直。
- 转化为坐标运算:根据向量垂直的充要条件(数量积为0),计算 ,直接得出系数之间应满足的代数式,避免了对斜率是否存在的讨论。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
方法一:法向量法(最为严谨通用) 直线 的法向量为 。 直线 的法向量为 。
两直线垂直 的充要条件是它们的法向量垂直,即 。 根据平面向量垂直的坐标表示,满足:
方法二:斜率法(需考虑全面)
- 当两直线斜率均存在时(即 且 ), 的斜率 , 的斜率 。 两直线垂直的充要条件是 ,即:
- 当其中一条直线斜率不存在时(如 ,由于是直线,则 ),此时直线 垂直于 轴。 要使 ,直线 必须平行于 轴,即其斜率为 ,从而 。 将 和 代入等式 ,等式依然成立。
综上所述,无需分类讨论的统一直线垂直充要条件为 。而选项 C、D 默认分母不为 0,排除了斜率不存在或为 0 的特殊位置情况,不能作为充要条件。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:直线一般式下两直线垂直的完备充要条件形式 。 核心方法:向量法。解析几何中处理平行与垂直时,利用方向向量或法向量进行代数表达,具有无需讨论边界、逻辑简练的优势。 避坑指南:
- 极易错选 C。必须要明确 仅在两直线斜率都存在时才适用。若有一条直线无斜率(如 )而另一条直线斜率为 (如 ),它们互相垂直,但不能写成分式形式。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题直接源于教材中“两条直线垂直的条件”这一基础定理的结论直接考查,属于概念型明晰题。 结论推广:
- 对于两条一般式直线,垂直的充要条件是 ;
- 平行的充要条件是 且 (或 )。
🔗【关联脉络】
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