“直线(m−2)x+(m+2)y−3=0(m-2)x+(m+2)y-3=0与直线(m+2)x+3my+1=0(m+2)x+3my+1=0相互垂直”是“m=12m=\dfrac{1}{2}”的什么条件()(\quad)
A. 必要而不充分
B. 充分而不必要
C. 充分必要
D. 既不充分也不必要

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完整解法

1. 根据两直线垂直的充要条件列出关于参数 $m$ 的方程

若直线 l1:A1x+B1y+C1=0l_1: A_1x + B_1y + C_1 = 0 与直线 l2:A2x+B2y+C2=0l_2: A_2x + B_2y + C_2 = 0 相互垂直,则满足 A1A2+B1B2=0A_1A_2 + B_1B_2 = 0。
已知两直线方程分别为 (m−2)x+(m+2)y−3=0(m-2)x+(m+2)y-3=0 与 (m+2)x+3my+1=0(m+2)x+3my+1=0,
因此两直线相互垂直的充要条件为:
(m−2)(m+2)+3m(m+2)=0(m-2)(m+2) + 3m(m+2) = 0

2. 求解关于 $m$ 的二次方程

对因式进行提取或展开:
(m+2)[(m−2)+3m]=0(m+2)[(m-2) + 3m] = 0
(m+2)(4m−2)=0(m+2)(4m-2) = 0
解得:
m=−2或m=12m = -2 \quad \text{或} \quad m = \dfrac{1}{2}
当 m=−2m = -2 时,两直线方程分别为 −4x−3=0-4x - 3 = 0 和 −6y+1=0-6y + 1 = 0,它们分别平行于坐标轴,显然垂直,符合题意;
当 m=12m = \dfrac{1}{2} 时,两直线也显然垂直,符合题意。
因此,两直线相互垂直的充要条件是 m=−2m = -2 或 m=12m = \dfrac{1}{2}。

3. 判断充分性与必要性

设命题 pp 为“两直线相互垂直”,即 m∈{−2,12}m \in \{-2, \dfrac{1}{2}\};
设命题 qq 为“m=12m = \dfrac{1}{2}”,即 m∈{12}m \in \{\dfrac{1}{2}\}。
因为 {12}⊊{−2,12}\{\dfrac{1}{2}\} \subsetneq \{-2, \dfrac{1}{2}\},
所以由 q  ⟹  pq \implies p 成立(充分性不成立,因为 pp 不能推出 qq);
而由 p  ⟹  qp \implies q 不成立,但 qq 可以推出 pp,说明 pp 是 qq 的必要条件。
综上,“直线(m−2)x+(m+2)y−3=0(m-2)x+(m+2)y-3=0与直线(m+2)x+3my+1=0(m+2)x+3my+1=0相互垂直”是“m=12m=\dfrac{1}{2}”的必要而不充分条件。
故选 A。

答案

A

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