题目内容

已知△ABC中,A(0,1),B(2,4)C(6,1),P为平面上任意一点,M、N分别使
PM
=
1
2
(
PA
+
PB
)
PN
=
1
3
(
PA
+
PB
+
PC
)
,给出下列相关命题:①
MN
BC
;②直线MN的方程为3x+10y-28=0;③直线MN必过△ABC的外心;④向量λ(
AB
+
AC
)(λ≠0)
所在射线必过N点,上述四个命题中正确的是
.(将正确的选项全填上).
分析:设P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2),由题设条件求出M(1,
5
2
).N(
8
3
,2
).由此能够得到
MN
BC
不平行;直线MN的方程为3x+10y-28=0;直线MN不过△ABC的外心;向量λ(
AB
+
AC
)(λ≠0)
所在射线不一定过N点.
解答:解:设P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2),
∵A(0,1),B(2,4)C(6,1),
PM
=(x1-x,y1-y)
PA
=(-x,1-y)
PB
=(2-x,4-y)
PC
=(6-x,1-y)
PN
=(x2-x,y2-y)

PM
=
1
2
(
PA
+
PB
)

∴(x1-x,y1-y)=
1
2
(2-2x,5-2y)
=(1-x,
5
2
-y
),
∴M(1,
5
2
).
PN
=
1
3
(
PA
+
PB
+
PC
)

∴(x2-x,y2-y )=
1
3
(8-3x,6-3y)=(
8
3
-x
,2-y),
∴N(
8
3
,2
).
MN
=(
5
3
,-
1
2
)

BC
=(4,-3)
5
3
×(-3)-(-
1
2
)×4
=-3≠0,
MN
BC
不平行,
故①不正确;
∵M(1,
5
2
),N(
8
3
,2
),
∴直线MN的方程为
y-
5
2
x-1
=
2-
5
2
8
3
-1

整理,得3x+10y-28=0,
故②正确;
∵A(0,1),B(2,4)C(6,1),
kAB=
3
2
,线段AB的中点(1,
5
2
),kAC=0,线段AC的中点(3,1),
∴线段AB的中垂线为:y-
5
2
=-
2
3
(x-1)
,即4x+6y-19=0,
线段AC的中垂线为x=3,
解方程组
4x+6y-19=0
x=3
,得△ABC的外心为(3,
7
6
),
把(3,
7
6
)代入3x+10y-28=0,不成立,
∴直线MN不过△ABC的外心,故③不正确;
∵A(0,1),B(2,4)C(6,1),
∴λ(
AB
+
AC
)=λ[(2,3)+(6,0)]=λ(8,3)=(8λ,3λ),
∴向量λ(
AB
+
AC
)(λ≠0)
所在射线不一定过N点,故④不正确.
故答案为:②.
点评:本题考查命题的真假判断与应用,综合性强,难度大.解题时要认真审题,仔细解答,注意等价转化思想的合理运用.
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