如图,直角三角形ABC的顶点坐标A(-2,0),直角顶点
,顶点C在x轴上,点P为线段OA的中点(1)求BC边所在直线方程;
(2)圆M是△ABC的外接圆,求圆M的方程;
(3)若DE是圆M的任一条直径,试探究
是否是定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.在线课程解:(1)AB的斜率 KAB=
=-
,∴KBC=
=
,故求BC边所在直线方程为 y+2
=
(x-0),即
.(2)在BC边所在直线方程中,令y=0,可得 x=4,故 C(4,0).
设△ABC的外接圆方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0,把 A、B、C三点的坐标分别代入可得
,解得
,∴△ABC的外接圆方程为 x2+y2-2x-8=0.(3)由题意可得P(-1,0 ),△ABC的外接圆标准方程为 (x-1)2+y2=9,
表示以S(1,0)为圆心,以3为半径的圆.
由于DE是圆M的任一条直径,设
与
的夹角为θ,则
与
的夹角为π-θ,∴
=(
+
)•(
+
)=
+
+
+
=4+|
|•|
|cosθ+
cos(π-θ)+(-SD2)=4+2×3cosθ-2×3cosθ-9=-5,故
是定值,为-5.分析:(1)用斜率公式求出 AB的斜率 KAB,根据垂直关系可得BC的斜率 KBC,用点斜式求得BC边所在直线方程.
(2)在BC边所在直线方程中,令y=0,可得点 C的坐标,设△ABC的外接圆方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0,把 A、B、C三点的坐标分别代入,求出 D、E、F的值,即得△ABC的外接圆方程.
(3)由题意可得P(-1,0 ),△ABC的外接圆标准方程为 (x-1)2+y2=9,设
与
的夹角为θ,则
与
的夹角为π-θ,根据
=(
+
)•(
+
),求得结果.点评:本题考查用点斜式求直线方程,求圆的一般方程和标准方程,两个向量的数量积的定义,得到
=(
+
)•(
+
),是解题的关键.