易错点

向量共线不分同向反向

b=λa\boldsymbol{b}=\lambda\boldsymbol{a} 只说了两个向量在同一条直线上,没说朝哪一边;λ>0\lambda>0 同向、λ<0\lambda<0 反向,而夹角、数量积的符号、∣a+b∣|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}| 在两种情形下截然不同。

「共线」是一句只管直线、不管方向的话。写成 b=λa\boldsymbol{b}=\lambda\boldsymbol{a}(a≠0\boldsymbol{a}\neq\boldsymbol{0})之后,λ\lambda 的绝对值决定长度之比,λ\lambda 的符号决定朝向——而后者常常被顺手略过。

两种情形,几乎所有量都不同

设 a\boldsymbol{a}、b\boldsymbol{b} 都非零,b=λa\boldsymbol{b}=\lambda\boldsymbol{a}:

λ>0\lambda>0(同向)λ<0\lambda<0(反向)
夹角 θ\theta00π\pi
cos⁡θ\cos\theta11−1-1
a⋅b\boldsymbol{a}\cdot\boldsymbol{b}+∣a∣∣b∣+\lvert\boldsymbol{a}\rvert\lvert\boldsymbol{b}\rvert−∣a∣∣b∣-\lvert\boldsymbol{a}\rvert\lvert\boldsymbol{b}\rvert
∣a+b∣\lvert\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}\rvert∣a∣+∣b∣\lvert\boldsymbol{a}\rvert+\lvert\boldsymbol{b}\rvert∣∣a∣−∣b∣∣\bigl\lvert\lvert\boldsymbol{a}\rvert-\lvert\boldsymbol{b}\rvert\bigr\rvert
∣a−b∣\lvert\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}\rvert∣∣a∣−∣b∣∣\bigl\lvert\lvert\boldsymbol{a}\rvert-\lvert\boldsymbol{b}\rvert\bigr\rvert∣a∣+∣b∣\lvert\boldsymbol{a}\rvert+\lvert\boldsymbol{b}\rvert

同一条「共线」,∣a+b∣|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}| 可以是两条边之和,也可以是两条边之差——差得不能再远了。

三处最容易吃亏

  1. 三角形不等式的取等条件。 ∣∣a∣−∣b∣∣⩽∣a+b∣⩽∣a∣+∣b∣\bigl||\boldsymbol{a}|-|\boldsymbol{b}|\bigr|\leqslant|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}|\leqslant|\boldsymbol{a}|+|\boldsymbol{b}| 两端都在共线时取到,但右端要同向、左端要反向。只记住「共线时取等」,就分不清落在哪一端。
  2. 数量积的符号。 由 a⋅b=±∣a∣∣b∣\boldsymbol{a}\cdot\boldsymbol{b}=\pm|\boldsymbol{a}||\boldsymbol{b}| 反推方向时,正号对应同向、负号对应反向;把符号丢了,θ=0\theta=0 与 θ=π\theta=\pi 就并成了一个答案。
  3. 「存在实数 λ\lambda 使 b=λa\boldsymbol{b}=\lambda\boldsymbol{a}」这句话本身。 它只断言共线,λ\lambda 的正负、大小全是自由的——拿它去推任何一个依赖方向的结论,都会漏掉另一半情形。

稳妥做法

见到 b=λa\boldsymbol{b}=\lambda\boldsymbol{a},当场把 λ\lambda 的符号问出来:题目限住了就写清楚是哪一支;没限住就分两种情形各写一遍,最后再合并。反过来,由某个等式推出共线时,也要顺手把这个等式逼出的符号记下来——它往往正是题目真正要的那一半。

学它之前先会

共 1 条前置、最深 1 层。

共 1 道题考到本条。