圓基礎知識
一、圓的方程
注意:方程表示乙個圓的充要條件:①;②;③.
確定圓的方程常用的性質有:
①圓心在過切點且與切線垂直的直線上;②圓心在任一弦的中垂線上;③兩圓內切或外切時,切點與兩圓圓心三點共線.
二、點、直線與圓的位置關係
(1)點與圓的位置關係
將點m()代入圓方程c:或(>0),若左右兩邊相等,則點在圓上;若左邊大於右邊,則點在圓外;若左邊小於右邊,則點在圓內.
(2)直線和圓的位置關係:
設圓c:,直線,圓心c(a,b)到直線l的距離為d,由,消去y(或x),得到關於x(或y)的一元二次方程,其判別式為△.
①若兩圓相切,則相減為公切線方程.
②公共弦方程:設
有兩個交點,則其公共弦方程為.
③若兩圓相離,則相減為圓心的連線的中線方程.
(3)圓的切線方程問題
圓的方程為(),點m(,),若m在上,則過m的切線方程為.
若m在外,則直線與的位置關係是相交.
若m在內,則直線與的位置關係是相離.
三、圓與圓的位置關係
設兩個圓的半徑分別為r,r(r>r),圓心距為d,則兩圓的位置關係可用下表來表示:
型別1. 求圓的方程
一般採用待定係數法確定圓的方程,在選取圓的方程兩種形式中的一種時,若已知圓上三個點的座標,通常選用一般方程;若給出圓心的特殊位置或圓心與兩座標軸間的關係,通常選用標準方程。
例1. 求與x軸相切,圓心在直線上,且被直線截得的弦長為的圓的方程.
型別2. 與圓有關的最值問題
一般採用數形結合法求解與圓有關的最值問題:
(1)形如形式的最值問題,可轉化為動直線斜率的最值問題;
(2)形如形式的最值問題,可轉化為動直線截距的最值問題;
(3)形如形式的最值問題,可轉化為動點到定點的距離的最值問題;
(4)圓上的點與圓外點的距離的最值問題,可以轉化為圓心到點的距離問題;
(5)圓上的點到直線上點的距離的最值問題,可以轉化為圓心到直線的距離問題;
(6)圓上的點到另一圓上點的距離的最值問題,可以轉化為圓心到圓心的距離問題。
例2. 已知實數滿足方程.
(1)求的最大值和最小值;
(2)求的最大值和最小值;
(3)求的最大值和最小值.
型別3. 直線被圓截得的弦長問題
(1)若能求出直線與圓的兩交點a,b的座標,則弦長l=|ab|.
(2)利用勾股定理:若弦長距為d,圓的半徑為r,則弦長.
(3)利用弦長公式:或(方程聯立,消去(或)),再利用根與係數的關係可得).
例3. 求直線被圓截得的弦長.
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