這個計算器的功能
這個工具只要根據兩條直線的斜率,就能告訴你它們是平行、垂直,還是兩者皆非。在坐標幾何中,斜率(\(m\))代表一條直線的傾斜程度與方向。透過比較兩個斜率,你不必畫出圖形,就能立刻判斷這兩條線之間的關係。
使用方法
請輸入第一條直線的斜率(\(m_1\))與第二條直線的斜率(\(m_2\))。計算器會自動比對兩者,回報兩線的關係,並列出斜率乘積 \(m_1 \cdot m_2\),讓你清楚看到判斷的依據。如果直線是以 \(y = mx + b\) 的形式表示,斜率就是其中的係數 \(m\);若直線通過兩個點,則斜率 $$m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$$
公式解析
當兩條非垂直直線的斜率相等時,也就是 \(m_1 = m_2\),它們就是平行。當兩斜率的乘積恰好等於 \(-1\) 時,也就是 \(m_1 \cdot m_2 = -1\),它們就是垂直——這等同於說,其中一條的斜率是另一條斜率的「負倒數」。如果兩個條件都不成立,那麼兩線就只是以某個角度相交,歸類為「兩者皆非」。
$$\begin{cases} \text{Parallel} & m_1 = m_2 \\[0.5em] \text{Perpendicular} & m_1 \cdot m_2 = -1 \\[0.5em] \text{Neither} & \text{otherwise} \end{cases}$$
範例演算
假設第一條直線的斜率 \(m_1 = 2\),第二條直線的斜率 \(m_2 = -0.5\)。兩者乘積為 $$2 \times (-0.5) = -1$$ 符合垂直的條件,因此這兩條線互相垂直。反過來說,如果 \(m_2\) 也是 \(2\),那麼兩斜率相等,兩線就會是平行。
常見問題
那垂直線(鉛直線)怎麼辦?鉛直線的斜率沒有定義,因此無法直接套用斜率比較法。兩條鉛直線彼此平行;而一條鉛直線與任何水平線(斜率為 \(0\))都互相垂直。
平行線會相交嗎?不會。平行線的斜率相同,永遠不會相交(除非它們根本是同一條線)。
為什麼垂直的乘積是 \(-1\)?把一條直線旋轉 90°,它的斜率就會變成原斜率的負倒數,因此把原斜率與旋轉後的斜率相乘,結果就會是 \(-1\)。