∫π每天一道数学题

线段垂直平分线的交点

∪ 集合与逻辑基础版

设平面内有 △ABC\triangle ABC,P 表示这个平面内的动点。 指出属于集合 {P∣PA=PB}∩{P∣PA=PC}\{P\mid PA=PB\}\cap\{P\mid PA=PC\} 的点是什么。

解析

分析:{P∣PA=PB}\{P\mid PA=PB\} 是线段 AB 的垂直平分线,{P∣PA=PC}\{P\mid PA=PC\} 是线段 AC 的垂直平分线,两者的交集就是两条垂直平分线的交点。

第一步:认识两个集合

到两个定点距离相等的点,落在这两点连段的垂直平分线上。

{P∣PA=PB} 是 AB 的垂直平分线\{P\mid PA=PB\}\text{ 是 }AB\text{ 的垂直平分线} {P∣PA=PC} 是 AC 的垂直平分线\{P\mid PA=PC\}\text{ 是 }AC\text{ 的垂直平分线}

第二步:求交集

两条直线的交点只有一个。AB 与 AC 的垂直平分线交于一点,这个点到 A、B、C 三点的距离都相等。

{P∣PA=PB}∩{P∣PA=PC}={P∣PA=PB=PC}\{P\mid PA=PB\}\cap\{P\mid PA=PC\}=\{P\mid PA=PB=PC\}

第三步:这个点是什么?

到三角形三个顶点距离相等的点,是三角形外接圆的圆心,即外心。

答案

属于该交集的点是 △ABC\triangle ABC 的外心(外接圆圆心)——即三边垂直平分线的交点,它满足 PA=PB=PCPA=PB=PC。

记忆:垂直平分线交于外心,角平分线交于内心,中线交于重心,高线交于垂心。