内容正文:
数学·选择性必修第一册B版
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2.3.2 圆的一般方程
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课程标准
素养解读
1.正确理解圆的方程的形式及特点,会由一般式求圆心和半径
2.会在不同条件下求圆的一般式方程
1. 通过圆的一般方程的推导,提升逻辑推理、数学运算的数学素养
2.通过学习圆的一般方程的应用,培养数学运算的数学素养
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[情境引入]
前面我们已讨论了圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,现将其展开可得:x2+y2-2ax-2bx+a2+b2-r2=0.可见,任何一个圆的方程都可以变形x2+y2+Dx+Ey+F=0的形式.
请大家思考一下,形如x2+y2+Dx+Ey+F=0的方程表示的曲线是不是圆?下面我们来探讨这一方面的问题.
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[知识梳理]
[知识点] 圆的一般方程
1.(1)圆的一般方程的概念:
当 D2+E2-4F>0 时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程.
(2)圆的一般方程对应的圆心和半径:
圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0 (D2+E2-4F>0)表示的圆的圆心为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1( -\f(D,2),-\f(E,2) )) ,半径长为 eq \f(1,2)
eq \r(D2+E2-4F) .
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1.所有形如x2+y2+Dx+Ey+F=0的二元二次方程都表示圆吗?
[提示] 不是,只有当D2+E2-4F>0时才表示圆.
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2.对方程x2+y2+Dx+Ey+F=0的讨论
①D2+E2-4F>0时表示 圆 .
②D2+E2-4F=0时表示点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2))).
③D2+E2-4F<0时,不表示任何图形.
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2.方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圆的条件是什么?
[提示] A=C≠0,B=0且D2+E2-4AF>0.
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[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)圆的一般方程可以化为圆的标准方程.( )
(2)二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0一定是某个圆的方程.( )
(3)若方程x2+y2-2x+Ey+1=0表示圆,则E≠0.( )
(4)任何一个圆的方程都能写成一个二元二次方程.( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√
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2.圆x2+y2-4x+6y=0的圆心坐标是( )
A.(2,3)
B.(-2,3)
C.(-2,-3)
D.(2,-3)
解析:D [-eq \f(D,2)=2,-eq \f(E,2)=-3,∴圆心坐标是(2,-3).]
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3.圆x2+y2+2x-4y+m=0的直径为3,则m的值为 ________ .
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解析:因(x+1)2+(y-2)2=5-m,∴r=eq \r(5-m)=eq \f(3,2),∴m=eq \f(11,4).
答案:eq \f(11,4)
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圆的一般方程的认识
[例1] 判断方程x2+y2-4mx+2my+20m-20=0能否表示圆.若能表示圆,求出圆心和半径.
[思路点拨] 可直接利用D2+E2-4F>0是否成立来判断,也可把左端配方,看右端是否为大于零的常数.
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解:(方法1)由方程x2+y2-4mx+2my+20m-20=0
可知D=-4m,E=2m,F=20m-20,∴D2+E2-4F=16m2+4m2-80m+80=20(m-2)2.
因此,当m=2时,它表示一个点;
当m≠2时,原方程表示圆,此时,圆的圆心为(2m,-m),半径为r=eq \f(1,2)
eq \r(D2+E2-4F)=eq \r(5)|m-2|.
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