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第二章 2.4圆的方程
在平面直角坐标系中,如果一个圆的圆心坐标和半径确定了,圆就唯一确定了. 由此,我们可以建立圆上点的坐标应满足的关系式,进而得到圆的方程.
如图,在平面直角坐标系中,的圆心A 的坐标为,半径为r,为圆上任意一点,就是以下点的集合
根据两点间的距离公式,点M的坐标满足的条件可以表示为
两边平方,得
.(1)
由上述过程可知,若点在上,点M的坐标就满足方程(1);反过来,若点M的坐标满足方程(1),就说明点M与圆心A 间的距离为r ,点M就在上. 这时,我们把方程(1)称为圆心为 ,半径为r 的圆的标准方程.
问题3 圆心在坐标原点,半径为 r 的圆的标准方程是什么?
方程中的D,E,F 满足什么条件时,这个方程表示圆?
将方程(1)的左边配方,并把常数项移到右边,得
想一想
(2)当时,方程(1)只有实数解
,它表示一个点;
(3)当时,方程(1)没有实数解,它不表示任何图形.
因此,当时,方程(1)表示一个圆. 我们把方程(1)叫做圆的一般方程.
(1)当时,比较方程①和圆的标准方程,可以看出方程(1)表示以为圆心,为半径的圆;
求圆的方程常用待定系数法,其大致步骤是:
(1)根据题意,选择标准方程或一般方程;
(2)根据条件列出关于 a,b,r 或 D,E,F 的方程组;
(3)解出 a,b,r 或 D,E,F,得到标准方程或一般方程.
C
课堂练习
D
B
A
谢谢!
例1 求圆心为
,半径为5的圆的标准方程,并判断点
,
是否在这个圆上.
解:圆心为
,半径为5的圆的标准方程是
.
把点
的坐标代入方程
的左边,得
,左右两边相等,点
的坐标满足圆的方程,
所以点
在这个圆上.
把点
的坐标代入方程
的
左边,得
,左右两边不相等,点
的
坐标不满足圆的方程,所以点
不在这个圆上(如图).
问题4 点
在圆
内的条件是什么?
在圆
外的条件又是什么?
点
在圆
内,则
;
在圆
外,则
.
例2
的三个顶点分别是
,求
的外接
圆的标准方程.
解:设所求的方程是
.
因为
三点都在圆上,所以它们的坐标都满足
方程
.
于是
,即
.
三式两两相减,可以消去
,得到关于
的二元一次方程组
,
解此方程组,得
,代入
,得
.
所以,
的外接圆的标准方程是
.
例3 已知圆心为C的圆经过
两点,且圆心C在直线
上,求此圆的标