③ 先认识它::两个公式判关系
设 a=(x₁,y₁), b=(x₂,y₂)(b≠0):
别记混!共线是交叉相乘(x₁y₂=x₂y₁),垂直是对应相乘相加(x₁x₂+y₁y₂=0)。共线对应"叉积为零",垂直对应"点积为零"。
⑤ 用法场景与典型例题
典型例题
例1(判共线):a=(2,3), b=(4,6),判断是否共线。
解:x₁y₂−x₂y₁ = 2·6−4·3 = 12−12 = 0。a∥b,共线(b=2a)。
例2(判垂直):a=(1,2), b=(2,−1),判断是否垂直。
解:a·b = 1·2+2·(−1) = 2−2 = 0。a⊥b,垂直。
例3(求参数共线):a=(2,3), b=(4,k),a∥b,求 k。
解:2·k − 4·3 = 0 ⇒ 2k=12 ⇒ k=6。
例4(求参数垂直):a=(1,2), b=(k,−1),a⊥b,求 k。
解:1·k + 2·(−1) = 0 ⇒ k−2=0 ⇒ k=2。
例5(三点共线):A(1,1), B(3,5), C(5,9),判断是否共线。
解:AB=(2,4), AC=(4,8)。2·8−4·4=16−16=0。三点共线。
高考考法常出含参数的共线/垂直问题,列方程求参数;或在解析几何中用向量证平行/垂直。
⑥ 高频错误诊断
错误 1共线条件写成 x1x2+y1y1=0
✗ → ✓ 共线是 x1y2−x2y1=0
垂直才是对应相乘相加。
错误 2垂直条件写成 x1y2=x2y1
✗ → ✓ 垂直是 x1x2+y1y2=0
别记反。
错误 3求参数时分母为零没讨论
✗ → ✓ 分母为零时单独看
如 y1=0 时比例法失效,用交叉相乘。
错误 4三点共线忘先算 AB,AC
✗ → ✓ 先求 AB 和 AC 坐标
再用交叉相乘判。
⑨ 应用输出(建模 / 口述解题)
口述解题模板"判关系两步走:① 共线算交叉相乘 x1y2−x2y1;② 垂直算对应相乘相加 x1x2+y1y2。含参数就列方程。"
口述题
口头说:a=(1,3), b=(2,k),a⊥b,求 k。
参考答案:1·2+3·k=0 ⇒ 2+3k=0 ⇒ k=−2/3。
⑩ 分层练习 18 题(基础 6 + 中档 6 + 拔高 6)
基础1a=(1,2),b=(2,4),共线吗?
1·4−2·2=0 ⇒ 共线。
基础2a=(1,1),b=(1,−1),垂直吗?
1·1+1·(−1)=0 ⇒ 垂直。
基础3共线坐标条件:?
x1y2−x2y1=0。
基础4垂直坐标条件:?
x1x2+y1y2=0。
基础5a=(2,k),b=(1,3),a∥b,k=?
2·3−1·k=0 ⇒ k=6。
基础6a=(1,2),b=(k,−1),a⊥b,k=?
k−2=0 ⇒ k=2。
中档7a=(2,−1),b=(−4,2),关系?
2·2−(−4)(−1)=4−4=0 ⇒ 共线(b=−2a)。
中档8A(0,0),B(1,2),C(2,4),共线吗?
AB=(1,2), AC=(2,4)。1·4−2·2=0 ⇒ 共线。
中档9a=(1,2),b=(3,k),a⊥b,k=?
3+2k=0 ⇒ k=−3/2。
中档10a=(2,3),b=(4,k),a∥b,k=?
2k−12=0 ⇒ k=6。
中档11a=(1,0),b=(0,1),关系?
1·0+0·1=0 ⇒ 垂直(x轴⊥y轴)。
中档12A(1,2),B(3,6),C(5,k),三点共线,k=?
AB=(2,4), AC=(4,k−2)。2(k−2)−4·4=0 ⇒ k=10。
拔高13a=(1,2),b=(−2,m),a⊥b,求 m。
−2+2m=0 ⇒ m=1。
拔高14a=(2,3),b=(k,−6),a∥b,求 k。
2·(−6)−k·3=0 ⇒ −12=3k ⇒ k=−4。
拔高15A(1,1),B(3,5),C(5,k)共线,求 k。
AB=(2,4), AC=(4,k−1)。2(k−1)−16=0 ⇒ k=9。
拔高16a=(1,2),b=(2,−4),判断关系。
a·b=2−8=−6≠0 不垂直。1·(−4)−2·2=−8≠0 不共线。既不共线也不垂直。
拔高17已知 a=(cosθ, sinθ), b=(1,−1),a⊥b,求 θ。
cosθ−sinθ=0 ⇒ tanθ=1 ⇒ θ=π/4+kπ。
拔高18A(2,1),B(3,4),C(−1,3),判断 △ABC 形状。
AB=(1,3), AC=(−3,2)。AB·AC=−3+6=3≠0。|AB|=√10, |AC|=√13, |BC|=√17。不等不垂。不等边非直角三角形。