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=0 与直线 l2:A2x+B2y+C2=0 相互垂直,则满足 A1A2+B1B2=0。
已知两直线方程分别为 (m−2)x+(m+2)y−3=0 与 (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
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)(4m−2)=0
解得:
m=−2或m=21
当 m=−2 时,两直线方程分别为 −4x−3=0 和 −6y+1=0,它们分别平行于坐标轴,显然垂直,符合题意;
当 m=21 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=−2 或 m=21。
3. 判断充分性与必要性
设命题 p 为“两直线相互垂直”,即 m∈{−2,21};
设命题 q 为“m=21”,即 m∈{21}。
因为 {21}⊊{−2,21},
所以由 q⟹p 成立(充分性不成立,因为 p 不能推出 q);
而由 p⟹q 不成立,但 q 可以推出 p,说明 p 是 q 的必要条件。
综上,“直线(m−2)x+(m+2)y−3=0与直线(m+2)x+3my+1=0相互垂直”是“m=21”的必要而不充分条件。
故选 A。