两直线垂直,斜率乘积为-1的证明
老早以前在学习初等函数的时候,线性函数中的两直线y = m0x + b0, y = m1x +b1如果垂直,则有结论两条直线的斜率乘积为-1即m0*m1 = -1,以前也只是拿来用,没有证明过。最近在学图形学的时候,突然想起了这个点,因此记一篇笔记,证明一下。
如上图所示,有两条直线: 和 ,它们相互垂直。这里可以得到一个隐含的条件是: (斜率相等,y轴截距不同的两条直线是平行的,垂直的话则斜率不等)。
图中两条直线的交点的坐标,我们可以通过求解方程得到,交点的y是相同的,因此我们有:
求解得到交点的x坐标为:,
将x分别代入y0和y1,得到交点的y坐标分别为:
和 ,这两个值是相等的
因此,图中三个关键的点坐标如下:
直线y0在y轴的交点A坐标为(0,b0)
直线y1在y轴的交点B坐标为(0,b1)
两直线交点C坐标为 这两个坐标对应同一个点。
由于两条直线垂直,由勾股定理可知,斜边AB距离的平方 = 直角边AC距离的平方 + 直角边BC距离的平方。
根据两点之间的距离公式,可以得到下面的等式:
AB的距离的平方 =
AC的距离的平方 = (用C的第一种形式做距离计算,可以减掉b0)
BC的距离的平方 = (用C的第二种形式做距离计算,可以减掉b1)
根据勾股定义,可得:
整理一下,得到:
约掉(b1- b0)^2,整理得到:
展开平方差:
整理得到
, 因此
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