Question

3．三角形ABC的三个顶点A（1，3）B（1，-3）C（3，3），求：
（Ⅰ）BC边上中线AD所在直线的方程；
（Ⅱ）三角形ABC的外接圆O₁的方程．
（Ⅲ）已知圆O₂：x²+y²-4y-6=0，求圆心在x-y-4=0，且过圆O₁与圆O₂交点的圆的方程．

Answer 1

分析 （Ⅰ）求出BC的中点D的坐标，AD所在直线的斜率，即可求出BC边上中线AD所在直线的方程；
（Ⅱ）求出圆心与半径，即可三角形ABC的外接圆O₁的方程．
（Ⅲ）求出公共弦的方程，可得两圆的交点，再求圆心与半径，即可过圆O₁与圆O₂交点的圆的方程．

解答 解：（Ⅰ）设BC的中点为D，由中点坐标公式得：D（2，0），
所以AD所在直线的斜率为k=-3
所以AD所在直线的方程为y-3=-3（x-1），即3x+y-6=0
（Ⅱ）由题知直线AB的斜率不存在，直线BC的斜率为0，
故三角形ABC是角A为直角BC为斜边的直角三角形；
由（Ⅰ）知，线段BC上的中点D（2，0），
所以圆O₁的圆心坐标（2，0）半径$r=DA=\sqrt{1+{3^2}}=\sqrt{10}$；
三角形ABC的外接圆的方程为x²+y²-4x-6=0或（x-2）²+y²=10．
（Ⅲ）圆O₁与圆O₂，两方程相减，可得公共弦的方程为y=x，
与x²+y²-4y-6=0联立，可得两圆的交点分别为A（-1，-1），B（3，3），
线段AB的垂直平分线所在直线的方程为y-1=-（x-1）
与x-y-4=0，可得所求圆的圆心为（3，-1），半径为4
所以所求圆的方程为（x-3）²+（y+1）²=16．

点评 本题考查直线方程与圆的方程，考查学生的计算能力，属于中档题．