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一、向量平行与垂直

平面向量的线性运算与数量积 · 高一
讲清楚它是什么

定义 平面向量 $\vec{a}, \vec{b}$ 共线(平行)或垂直,指它们方向相同/相反或夹角为 $90^\circ$ 的数量关系。

从哪来 本节为高一数学向量章节起点,基于初中“平行线”与“垂直线”的几何直观,引入向量的代数表示。

为什么 向量是自由向量,位置可平移。平行本质是方向一致(线性相关),垂直本质是投影为零(数量积为零)。这是解析几何将“形”转化为“数”的基础逻辑。

坐标运算法
直接给出 $\vec{a}=(x_1, y_1), \vec{b}=(x_2, y_2)$,平行则 $x_1y_2 - x_2y_1 = 0$,垂直则 $x_1x_2 + y_1y_2 = 0$。
适合:计算能力强、偏好公式化解题、对几何直观不敏感的学生。
几何直观法
强调向量可平移。平行即“同向或反向”,垂直即“构成直角”。通过画图理解 $x_1y_2 = x_2y_1$ 是斜率相等(或不存在)的代数表达。
适合:空间想象力好、喜欢从图形理解代数、容易死记硬背公式的学生。
线性组合法
平行即存在实数 $\lambda$ 使 $\vec{a} = \lambda \vec{b}$($\vec{b} \neq \vec{0}$);垂直即 $\vec{a} \cdot \vec{b} = 0$。强调向量间的“依赖”与“正交”关系。
适合:抽象思维强、为后续学习线性代数或空间向量打基础、喜欢逻辑推导的学生。
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练一道
基础题
已知 $\vec{a} = (1, 2)$,$\vec{b} = (x, -4)$,若 $\vec{a} \parallel \vec{b}$,求 $x$。
变式
已知 $\vec{a} = (1, 2)$,$\vec{b} = (x, -4)$,若 $\vec{a} \perp \vec{b}$,求 $x$。
试试手自己判
检测题
已知向量 $\vec{a} = (2, m)$,$\vec{b} = (3, -6)$。若 $\vec{a} \parallel \vec{b}$,求 $m$;若 $\vec{a} \perp \vec{b}$,求 $m$。
看答案和判分标准
答案:平行时 $m = -3$;垂直时 $m = 1$。
判对标准:
1. 平行部分:列出 $2 \times (-6) - 3m = 0$ 或 $2/3 = m/(-6)$,解得 $m=-3$。
2. 垂直部分:列出 $2 \times 3 + m \times (-6) = 0$,解得 $m=1$。
3. 两个值均正确且过程清晰,判为掌握;仅一个正确,判为部分掌握;均错,判为未掌握。
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