圓的定義:平面內與定點的距離等於定長的點的集合(軌跡)叫做圓。
圓的方程:
(1)圓的標準方程:,其中為圓心座標,圓心可以確定圓的位置,r為圓的半徑,圓的半徑可以確定圓的大小。
特別地,當a=b=0時,即圓心在座標原點時,圓的標準方程是
求圓的方程可先設出方程,然後用待定係數法求a,b,r,共計需要三個獨立條件。
(1) 圓的一般方程
圓的標準方程展開,得,其外形符合
,稱為圓的一般方程。配方得=
,可見當時,上式表示圓心在,
半徑為的圓。當,上式表示的點,
當,上式不表示任何圖象。
於是,方程是表示圓的必要不充分條件。
其外形特點為:①項係數相等且不為0
無這樣的二次項
故二元二次方程表示圓的充要條件是
(2) 圓的引數方程
圓的引數方程為其中的幾何意義為圓心角。
圓的引數方程為
圓的引數方程給出了圓上動點座標的一種設法(即三角換元),是三角換元解題的依據,在函式值域、最值問題中有著廣泛的應用。
(3) 以定點為直徑端點的圓的方程為+
=0(向量點積為0)
例1:已知圓的方程為
求:,,,(引數方程和考慮數型結合兩種方法)
例2:已知對於圓上任一點,不等式恆成立,求實數m的取值範圍。
(方法1、線性規劃,方法(2)引數方程)
解題方法指導:
例1:試寫出滿足下列條件的圓的方程:
①圓心在原點;②過原點;③圓心在x軸上;④圓心在y軸上;⑤圓心在x軸上且過原點;⑥圓心在y軸上且過原點;⑦與x軸相切;⑧與y軸相切;⑨與兩座標軸都相切
解:為比較特點,將答案列表給出
例:圓心為且與直線相切的圓的方程是?
例:圓關於直線對稱的圓的方程
例:若曲線關於直線的對稱曲線是其本
身,則實數為?()
例:求經過點且圓心在y軸上的圓的方程
例:求經過點且圓心在直線上的圓的方程
例:求過點圓心在直線上,且與直線相切的圓的方程
或例:求圓心在直線上,並且與直線相切於點的圓的方程?(方法(1)求出過圓心與切點的直線方程在與直線l聯立求出圓心)
例:求經過,且與直線相切於點的圓的方程。
分析:法(1)求出線段ab的垂直平分線所在的直線方程,在求出過b點與直線l垂直的直線方程,聯立兩條直線方程求出交點,交點既為圓心
圓心與切點的距離為圓的半徑,近而求出圓的方程。
方法(2)一般方法
例:乙個三角形的三邊所在直線的方程分別為,,,求這個三角形外接圓的方程。
(求出交點設圓的一般方程)
例:實數a取何值時,方程表示圓?
例:如果方程()所表示的曲線關於對稱,則必有(d=f)
例:已知方程的圖形是圓
(1)求t的取值範圍;()
(2)求其中面積最大的圓的方程;
(3)若點恆在所給圓內,求t的取值範圍;
1、點與圓的位置關係
點與圓有三種位置關係:
點在圓外
點在圓上
點在圓內
點與圓有三種位置關係:
點在圓外
點在圓上
點在圓內
(1)點在圓外的題型:
一、 求過圓外一點與圓相切的直線方程
方法(1):用圓到直線距離等於圓的半徑求直線的斜率,從而用點斜式寫出切線的方程,注意有時兩條切線有一條斜率不存在。
(2)將直線與圓的方程連立,用求得斜率,從而求出切線方程。
上述兩種方法中,法1簡單易行,是解決切線問題重要方法,法2是
解決直線與其它圓錐曲線關係都適用的一般方程。
(3)已知切線的斜率求圓的切線方程
用幾何圖形可知此題有兩條切線方程。解法同上。
特別地,圓的斜率為k的切線方程為
設直線方程的斜率為k,利用點斜式求出直線方程,因為直線與相切,所以圓心到直線的距離為圓的半徑r,進而求出直線的斜率k,所以求出過圓外一點與圓相切的直線方程。(注意的是過圓外一點與圓的切線方程一定有兩條)
例1:從圓外一點向這個圓引切線,求切線方程。
例2:求過點引圓的切線方程。
解:判斷點p在圓外或圓上,設出切線的點斜式方程求斜率即可。
解法(1)∵ ∴在圓外
設切線方程
即又∵ 解得,
兩條切線方程為或
方法(2)設切線方程與聯立,消去y整理得
,由相切條件
即: 有,解得,
所以兩條切線方程為或
解法(3)設切點(
則切線方程 ③
將代入上式得 ①
又 ② 聯立①②解得,
分別代入③式可得切線方程為或
點評:求切線大體上有三種方法:第一種,設切點,求出切點,利用圓上的點的切線公式寫出切線方程;第二種,設切線斜率,用判別式法;第三種,設切線的斜率,用圓心到切線距離為半徑法;用後兩種方法時,應注意斜率不存在的情況。
例3:若過定點且斜率為k的直線與圓在第一象線內的部分有交點,則k取值範圍是()
例3:已知點(0,1)的直線中,圓,
求①圓上的點到點(0,1)的最大值和最小值
②過點(0,1)且被圓截得的弦長最長時的直線方程
()二、過圓外一點引圓的切線
當圓為標準形式時,切線長為:
當圓為一般形式時,切線長為:
例1:已知和直線的交點分別為p、q,o是座標原點則
?(5)
三、會求符合條件的p點的軌跡方程:
例1:自圓外一點作圓的兩條切線和,若
(),則動點的軌跡方程?(為定值)
例2:已知圓,從圓外一點p向圓引一條切線,切點為m,o為座標原點,且有,求動點的軌跡方程和的最小值。
(動點的軌跡方程,的最小值為)
例3:已知p是直線上的動點,pa,pb是圓++1=0
的兩條切線,a,b是切點,c是圓心,那麼四邊形pacb的面積的最小值。()2、求過圓上一點與圓相切的直線方程當圓為標準形式
當圓為標準形式時,切線方程為:
特別的時,切線方程為:
當圓為一般形式時,切線方程為:
例1:已知圓,過點p(2,-1)作圓的切線,切點分別為a,b,則直線ab的方程為:()
解:方法(1)設a(),則過a,b的切線方程分別為:
又因為均過點p(2,-1),所以,
說明點a(),均在直線
所以直線ab的方程為
方法(2)思路:求過定點p與已知圓的切線長,近而求出以定點p為圓心以切線長為半徑的圓,所以ab所在的直線就是這兩個圓的相交弦,兩個圓相減就得出ab所在的直線方程。
方法(3)思路:其中一條切線為,這個切點為(2,0),直線ab與
直線op垂直,所以,既,所以直線ab的方程。
歸納出此題的規律:已知圓,過點p(,)作圓的切線,切點分別為a,b,則直線ab的方程為:()此結論也適合其它的圓錐曲線。
3.點在圓內
例:已知點p(0,-1)的直線中,圓,求過點p且與圓相交弦中最小的直線方程。
2,直線與圓的位置關係
直線與圓的位置關係一:相交,相切,相離。
直線方程,圓的方程:
圓心到直線的距離
幾何方法代數方法
例:已知直線,圓,試問k為何值時,直線與圓c相離、相切、相交。
解:圓c的圓心為c(1,0),半徑r=1,設直線圓心c的距離為d,那麼
當,即時,直線與圓c相離;
當,即時,直線與圓c相切;
當,即時,直線與圓c相交;
例:已知對於圓上任一點,不等式恆成立,求實數m的取值範圍。
3、兩圓的位置關係
設圓,圓
兩圓心距
圓與圓的標準方程教案
2.1 圓的標準方程 江西省南康中學吳銘 教學目標 知識與技能 1 掌握圓的標準方程,能根據圓心 半徑寫出圓的標準方程。2 會用待定係數法求圓的標準方程。過程與方法 進一步培養學生能用解析法研究幾何問題的能力,滲透數形結合思想,通過圓的標準方程解決實際問題的學習,注意培養學生觀察問題 發現問題和解決...
圓的標準方程教案
4.1.1 圓的標準方程 預計授課時間 10月29日實際授課時間 10月29日課型 新授課課時 第一課時 授課地點 高二 1 班授課教師 吾買爾艾力 高中部 一 教學目標 1 知識與技能 1 掌握圓的標準方程,能根據圓心 半徑寫出圓的標準方程 2 會用待定係數法求圓的標準方程.2 過程與方法 進一步...
圓的標準方程教案
課題 圓的標準方程 江蘇省海州高階中學鮑建山 教學目標 1 回顧與分析確定圓的幾何要素,在直角座標系中,探索並掌握圓的標準方程。2 培養運用座標法研究幾何的能力,熟練運用待定係數法求圓的方程。3 通過實際問題的學習,知道理論 於實際,又服務於實際的道理。4 知道圓上的點與圓方程的解的關係,體會圓的 ...