本题导读

本题考查平面向量的数量积,以及向量模长与自乘的关系。

📌【题干】

Question

(2012年辽宁卷(理)) 已知两个非零向量 , 满足 , 则下面结论正确的是 ()

A.    B.    C.    D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 方法一:代数平方法(通法)
  • 看到向量模长的等式,优先考虑两边同时平方,利用 转化为向量的数量积运算。
  • 展开并化简等式,消去相同项 和 。
  • 得到 ,根据非零向量数量积为零的性质判定位置关系。
  1. 方法二:几何意义法(快捷法)
  • 引入向量加减法的几何模型:以 为邻边构造平行四边形。
  • 向量 和 分别对应该平行四边形的两条对角线。
  • 模长相等说明该平行四边形的两条对角线长度相等,依据平面几何定理,对角线相等的平行四边形必为矩形,从而直接得出邻边垂直。

✅【答案】

点击查看答案

B

✍【详细解析】

Abstract

方法一:代数法

因为 ,且两端均为非负数, 所以 两边同时平方,等式依然成立:

利用向量模长平方等于自身数量积的性质展开两端:

由于 , ,两边同时消去相同的项 和 : 移项合并同类项得:

因为 题目明确限定 为两个非零向量, 所以 根据数量积的几何定义,由 可直接推导得出:

故选 B#### 💡【考点归纳与避坑指南】 [!danger]

  1. 核心考点:向量自乘与模长的转化( )、数量积为零与垂直的等价性。
  2. 核心方法:两端平方因式展开法。
  3. 避坑指南:
  • 误将向量的模长等式直接去掉模长号,错误地得出 (此式变形可得 ,与题干“非零向量”矛盾),从而错选 (D)。
  • 展开时注意向量积是有向代数运算,核心项是 ,不要丢掉向量的点乘号。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题源于人教A版高中数学必修第二册第六章《平面向量及其应用》中关于向量数量积运算及几何意义的课后高频核心基础练习题。
  2. 结论推广:在平面向量中,以下三个几何命题满足完全等价的矩形对应模型:
  • 向量代数特征:
  • 数量积特征:
  • 空间几何特征:以 为邻边的四边形是矩形(即 ) 牢记这一对称结构,可以在后续遇到诸如“由 求向量夹角 ”这类变式题时,无需任何计算直接锁定 。

🔗【关联脉络】

Multi column