一、先设直线L1、L2的方程分别为:
L1=k1X+b1,L2=K2X+b2(k1,k2分别是直线L1、L2的斜率)
倾斜角分别为α ,θ(α >θ)。
在直角坐标系中,若两条直线互相垂直,且k1,k2不等于0,则K1✖K2=-1
证明: 在直角坐标系中,若两条直线互相垂直,则α =θ+90°,
所以tanα =tan(θ+90°)
=﹙tan90°+tanθ)/﹙1﹣tan90°·tanθ)
=﹙1+tanθ/tan90°)/﹙1/tan90°﹣tanθ)
=﹙1+0)/﹙0﹣tanθ)
=﹣1/tanθ
因为 k1=tanα,k2=tanθ
所以K1✖K2=tanα✖tanθ=-1
拓展资料:
直线由无数个点构成。直线是面的组成成分,并继而组成体。没有端点,向两端无限延长,长度无法度量。直线是轴对称图形。
它有无数条对称轴,其中一条是它本身,还有所有与它垂直的直线(有无数条)对称轴。在平面上过不重合的两点有且只有一条直线,即不重合两点确定一条直线。在球面上,过两点可以做无数条类似直线。
若直角坐标系中直线以ax + by + c = 0(a、b不同时为0)的形式表示,则两条直线互相垂直的充要条件是a1a2 + b1b2 = 0。
设L1: a1x + b1y + c1 = 0(a1、b1不同时为0),L2: a2x + b2y + c2 = 0(a2、b2不同时为0)。
必要性:已知L1和L2互相垂直,分3种情况:
(1)L1和L2分别平行于x轴和y轴,此时b1 = 0,a2 = 0,a1a2 + b1b2 = 0。
(2)L2和L1分别平行于x轴和y轴,此时与情况(1)对称,易证a1a2 + b1b2 = 0。
(3)L1和L2的斜率均存在,不妨令情况如上图,此时α2 = α1 + 90度(或α2 = α1 + π / 2),tanα2 = - 1 / tanα1,即L1和L2的斜率之积为-1,亦即(-a1 / b1) * (-a2 / b2) = -1,化简得a1a2 + b1b2 = 0。
必要性证毕。
充分性:已知a1a2 + b1b2 = 0,分三种情况:
(1)a1 = 0,此时由于a1、b1不同时为0,则b1 ≠ 0。要使a1a2 + b1b2 = 0成立,故b2 = 0,此时L1和L2互相垂直。
(2)a2 = 0,此时与情况(1)对称,易证L1和L2互相垂直。
(3)a1、a2、b1、b2均不为0,因为a1a2 + b1b2 = 0,可得(-a1 / b1) * (-a2 / b2) = -1,因此α2 = α1 + 90度(或α2 = α1 + π / 2)成立,L1和L2互相垂直。
充分性证毕。
拓展一下
如果是L1和L2互相平行,则充分必要条件是a1b2 - a2b1 = 0。具体证明过程同样要分斜率是否存在讨论,这里就不详细展开了。
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