¤知識要點:
1. 圓的標準方程:方程表示圓心為a(a,b),半徑長為r的圓.
2. 求圓的標準方程的常用方法:(1)幾何法:根據題意,求出圓心座標與半徑,然後寫出標準方程;
(2)待定係數法:先根據條件列出關於a、b、r的方程組,然後解出a、b、r,再代入標準方程.
¤例題精講:
【例1】求下列各圓的方程:
(1)過點,圓心在;
(2)圓心在直線上的圓c與y軸交於兩點
解:(1)設所求圓的方程為. 則
, 解得. ∴ 圓的方程為.
(2)圓心**段ab的垂直平分線上,代入直線得,
圓心為,半徑.
∴ 圓c的方程為.
【例2】已知點a(-4,-5),b(6,-1),則以線段ab為直徑的圓的方程為
【例3】乙個圓經過點與,圓心在直線上,求此圓的方程.
解:設圓心,則, 解得.
圓的半徑.
∴ 圓的標準方程為.
另解:線段ab的中點,即. 直線ab的斜率.
所以弦ab的垂直平分線的方程為,即.
解方程組,得, 即圓心.
圓的半徑.
∴ 圓的標準方程為.
點評:兩種解法,都是先求出圓心與半徑,第一種解法用設圓心座標後列方程而求,第二種解法用兩條直線的交點求圓心. 由上可得,解法關鍵都是如何求圓心與半徑.
【例4】以點為圓心,與直線相切的圓的方程是
【例5】:求與x軸相切,圓心在直線上,且被直線截得的弦長等於的圓的方程.
解:因圓心在直線上,故可設圓心.
又 ∵ 圓與軸相切, ∴, 從而設圓方程為.
由弦心距, ∴ ,解得.
當時,,圓方程為.
當時,,圓方程為
圓的一般方程
¤知識要點:
1. 圓的一般方程:方程()表示圓心是,半徑長為的圓. 2. 軌跡方程是指點動點m的座標滿足的關係式.
¤例題精講:
【例1】求過三點a(2,2)、b(5,3)、c(3,-1)的圓的方程.
解:設所求圓的方程為. 則
, 解得.
∴ 圓的方程為.
【例2】設方程,若該方程表示乙個圓,求m的取值範圍。
解:配方得,該方程表示圓,則有,得
【例3】已知線段ab的端點b的座標是(4,3),端點a在圓上運動,求線段ab的中點軌跡方程.
.【例4】求經過兩點,且在兩座標軸上的四個截距之和為4的圓的方程.
解:設所求圓的方程為.
當時,,則; 當時,,則.
則, 解得.
∴ 圓的方程為.
點評:用待定係數法的一般步驟是「設(設含待定係數的方程)→列(利用條件列出係數所滿足的方程組)→求(解方程組)→寫(寫出所求方程)」. 當已知圓上三點或兩點時,選用圓的一般方程形式較為簡單.
當易知圓心和半徑時,選用圓的標準方程形式易求解.
練習:1.已知m(3,0),圓,求過m點最長的弦所在的直線方程
2.若實數滿足,則的最大值是( a ).
a. b. c. d.
3.設圓x2+y2-4x-5=0的弦ab的中點為p(3,1),則直線ab的方程是
x+y-4=0.
4.一曲線是與定點o(0,0),a(3,0)距離的比是的點的軌跡,求此曲線的軌跡方程.
解:設是曲線上的任意一點,∵ 點m到點o、a的距離之比為,
∴,化簡得.
直線與圓的位置關係
¤知識要點:
1. 直線與圓的位置關係及其判定: 方法一:方程組思想,由直線與圓的方程組成的方程組,消去x或(y),化為一元二次方程,由判別式符號進行判別;
方法二:利用圓心()到直線的距離,比較d與r的大小.
(1)相交;(2)相切;(3)相離.
2. 直線與圓的相切研究,是高考考查的重要內容. 同時,我們要熟記直線與圓的各種方程、幾何性質,也要掌握一些常用公式,例如點線距離公式
¤例題精講:
【例1】(02年全國卷.文)若直線(1+a)x+y+1=0與圓x2+y2-2x=0相切,則a的值為 .
解:將圓x2+y2-2x=0的方程化為標準式:(x-1)2+y2=1, 其圓心為(1,0),半徑為1,由直線(1+a)x+y+1=0與該圓相切,則圓心到直線的距離, ∴ a=-1.
【例2】求直線被圓所截得的弦長.
解:圓心c的座標是,半徑長. 圓心到直線的距離.
所以,直線被圓截得的弦長是.
【例3】若經過點的直線與圓相切,則此直線在y軸上的截距是 .
解:圓的標準方程為,則圓心,半徑.
設過點的直線方程為,即.
∴ 圓心到切線的距離,解得.
∴ 直線方程為,在y軸上的截距是1.
點評:研究直線和圓的相切,簡捷的方法是利用公式,還可以由方程組只有乙個實根進行解答. 選擇恰當的方法,是我們解題的一種能力.
【例4】設圓上的點a(2,3)關於直線x+2y=0的對稱點仍在這個圓上,且與直線x-y+1=0相交的弦長為,求圓的方程.
解:設a關於直線x+2y=0的對稱點為a』. 由已知得aa』為圓的弦,得到aa』的對稱軸x+2y=0過圓心.
設圓心p(-2a,a),半徑為r, 則r=|pa|=(-2a-2)2+(a-3)2.
又弦長,圓心到弦aa』的距離為,
∴, 即4(a+1)2+(a-3)2=2+, 解得a=-7或a=-3.
當a=-3時,r=;當a=-7時,r=. ∴ 所求圓方程為(x-6)2+(y+3)2=52或(x-14)2+(y+7)2=244.
點評:在解答與圓的弦長相關的一些問題時,常用勾股定理,得到圓心到弦的距離d、半徑r、半弦長的乙個勾股式. 這種方法與方程組的思想求解弦長問題相比,計算過程較為簡單.
練習:1.直線4x-3y-2=0與圓的位置關係是( ).
a.相交 b.相切 c.相離 d.以上都不對
2.若直線與圓有公共點,則( ).
a. b. c. d.
3.平行於直線2x-y+1=0且與圓x2+y2=5相切的直線的方程是( ).
a.2x-y+5=0b.2x-y-5=0
c.2x+y+5=0或2x+y-5=0 d.2x-y+5=0或2x-y-5=0
4.直線x=2被圓所截弦長等於, 則a的值為( ).
a. -1或-3 b.或 c. 1或3d.
5.圓在點處的切線方程為( ).
a. b. c. d.
6.(03年上海春)若經過兩點a(-1,0)、b(0,2)的直線l與圓(x-1)2+(y-a)2=1相切,則a
7.求直線x+y-2=0截圓x2+y2=4得的劣弧所對的圓心角.
8.一直線過點,被圓截得的弦長為8, 求此弦所在直線方程.
圓與圓的位置關係
¤知識要點:
兩圓的位置關係及其判定: 設兩圓圓心分別為,半徑分別為,則:
(1)兩圓相交;(2)兩圓外切;
(3)兩圓內切;
¤例題精講:
【例1】已知圓:①,圓:②
(1)試判斷兩圓的位置關係;(2)求公共弦所在的直線方程.
解:(1)∵圓的圓心為(3,0),半徑為,圓的圓心為(0,2),半徑為,
又,∴<,
∴圓與相交.
(2)由①-②,得公共弦所在的直線方程為.
【例2】求經過兩圓和的交點,並且圓心在直線上的圓的方程.
解:設所求圓的方程為,即
, 則所求圓的圓心為.
∵圓心在直線上, ∴,解得.
∴ 所求圓的方程為+
【例3】已知圓c與圓關於直線對稱,則圓c的方程為
a. b. c. d.
解:已知圓的半徑,圓心,
圓心關於直線的對稱點為,
則圓c的方程為. 選c.
點評:圓關於直線的對稱圖形仍然是圓,半徑不變,圓心關於直線對稱. 我們要掌握一些常見對稱問題的解答思路,例如點關於直線的對稱,曲線關於直線的對稱,曲線關於點的對稱等,解答理論基礎有中點座標公式、垂直時斜率乘積為-1、代入法、轉化思想.
同時,我們也要掌握一些簡單對稱,如點關於直線的對稱點為.
【例4】求圓與圓的公共弦的長.
解:由題意,列出方程組
,消去二次項,得,它即公共弦所在直線的方程.
圓的圓心到直線的距離為.
所以,兩圓的公共線長為.
點評:為何兩圓的方程消去二次項後,即為公共弦所在直線的方程,我們易由曲線系的知識可得. 比較方程思想與幾何方法求解兩圓的公共弦長,幾何方法更為簡捷.
先求公共弦所在直線,再求一圓心到直線的距離,通過公式求得弦長.
練習:1.圓與圓外切,則m的值為( ).
a. 2 b. -5 c. 2或-5 d. 不確定
2.若圓和圓關於直線對稱,則直線的方程為( ).
a. b. c. d.
3.兩個圓與的公切線有且僅有( ).
a.1條 b.2條 c.3條 d.4條
4.求圓關於直線的對稱圓方程.
直線與圓的方程的應用
¤例題精講:
【例1】自點a(-3,3)發出的光線l射到x軸上,被x軸反射, 其反射光線所在的直線與圓相切, 求光線l所在的直線方程.
解:由已知可得圓c:關於x軸對稱的圓c『的方程為,其圓心c『(2,-2),易知l與圓c』相切.
設l: y-3=k(x+3), 即kx-y+3k+3=0.
∴,整理得12k2+ 25k+12=0, 解得或.
所以,所求直線方程為y-3= (x+3)或 y-3= (x+3),即3x+4y-3=0或4x+3y+3=0.
點評:關於求切線問題, 利用圓心到切線的距離等於圓的半徑的條件, 是解決圓的切線方程的常用方法. 如果由方程組思想,通過「」求切線方程也可, 但過程要複雜些.
【例2】實數滿足, 求下列各式的最大值和最小值:(1);(2).
解:原方程為,表示以為圓心,2為半徑的圓.
(1)設,幾何意義是:圓上點與點連線的斜率.
由圖可知當直線mq是圓的切線時,取最大值與最小值。
設切線,即.
圓心p到切線的距離,化簡為,解得或.
∴的最大值為0,最小值為.
(2)設,幾何意義是:直線與圓有公共點.
∴ 圓心p到直線的距離≤2,解得≤≤.
∴的最大值為,最小值為.
點評:代數式最大值最小值的研究,常用數形結合思想方法,將要研究的代數問題轉化為幾何問題,關鍵是如何挖掘代數式的特點,利用幾何意義進行轉化。例如,由代數式聯想到兩點的距離公式,或圓的方程;由代數式聯想到兩點的斜率,或直線的方程;由代數式聯想到直線的方程;由代數式聯想到數軸上到兩點的距離之和,等等。
圓的標準方程教師版
一 基礎過關 1 x 1 2 y 2 2 4的圓心與半徑分別為 a 1,2 2 b 1,2 2 c 1,2 4d 1,2 4 2 點p m2,5 與圓x2 y2 24的位置關係是 a 在圓內b 在圓外 c 在圓上d 不確定 3 圓的一條直徑的兩個端點是 2,0 2,2 則此圓的方程是 a x 2 2...
圓與扇形 題庫教師版
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圓的標準方程
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