设圆心为(x,y),则
消去m得l:x-3y-3=0.
∴圆心恒在直线l:x-3y-3=0上.
(2)解:设与l平行的直线是l′:x-3y+b=0,圆心(3m,m-1)到直线l′的距离为.
∵半径r=5,∴当d<r,
即时,直线与圆相交;当d=r,即时,直线与圆相切;当d>r时,即或时,直线与圆相离.
10. 答案:(1)解:两平行直线l1与l2的距离.
(2)证明:设线段AB的中点P的坐标为(a,b),由P到l1,l2的距离相等,得
,
经整理,得2a-5b+1=0,又点P在直线x-4y-1=0上,
所以a-4b-1=0.
解方程组
得
即点P的坐标为(-3,-1),
所以直线l恒过点P(-3,-1).
将点P(-3,-1)代入圆C:(x+4)2+(y-1)2=25,可得(-3+4)2+(-1-1)2<25,
所以点P(-3,-1)在圆内,从而过点P的直线l与圆C恒有两个交点.
(3)解:当PC与直线l垂直时,弦长最小,kPC=-2,所以直线l的斜率为,所以直线l的方程为x-2y+1=0.