当overrightarrow(a),overrightarrow(b)满足( )时,有|overrightarrow(a)-overrightarrow(b)|=|overrightarrow(a)+overrightarrow(b)|成立.A. 同向B. 反向C. 垂直D. 不共线
A. 同向
B. 反向
C. 垂直
D. 不共线
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查向量模长的运算性质及向量垂直的条件。
解题核心思路:通过平方两边消去绝对值符号,利用向量点积的性质建立等式,进而推导出向量垂直的条件。
破题关键点:
- 向量模长平方展开公式:$|\overrightarrow{a} \pm \overrightarrow{b}|^2 = |\overrightarrow{a}|^2 \pm 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + |\overrightarrow{b}|^2$。
- 向量垂直的判定:当$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$时,$\overrightarrow{a}$与$\overrightarrow{b}$垂直。
步骤1:平方两边消去绝对值
根据题意,$|\overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}| = |\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}|$,两边平方得:
$|\overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}|^2 = |\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}|^2.$
步骤2:展开平方表达式
利用向量模长平方公式展开:
$|\overrightarrow{a}|^2 - 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + |\overrightarrow{b}|^2 = |\overrightarrow{a}|^2 + 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + |\overrightarrow{b}|^2.$
步骤3:化简方程
两边抵消$|\overrightarrow{a}|^2$和$|\overrightarrow{b}|^2$后,得到:
$-2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}.$
步骤4:解方程
移项得:
$-4\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0 \quad \Rightarrow \quad \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0.$
结论:当$\overrightarrow{a}$与$\overrightarrow{b}$垂直时,原等式成立。