内容正文:
第三节 圆的方程
【课标标准】 1.回顾确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程.2.能根据圆的方程解决一些简单的数学问题.
知识梳理
1.圆的定义和圆的方程
定义 平面上到________的距离等于________的点的集合(轨迹)叫做圆
标准方程 (x-a)2+(y-b)2=r2(r>0) 圆心:________
半径:________
一般方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0) 圆心:________
半径:________
定点
定长
(a,b)
r
(-,-)
2.点与圆的位置关系
圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),点M(x0,y0),
(1)(x0-a)2+(y0-b)2________r2⇔点M在圆上;
(2)(x0-a)2+(y0-b)2________r2⇔点M在圆外;
(3)(x0-a)2+(y0-b)2________r2⇔点M在圆内.
=
>
<
[常用结论]
1.确定圆的方程时,常用到的圆的三个性质:
(1)圆心在过切点且与切线垂直的直线上.
(2)圆心在任一弦的中垂线上.
(3)两圆内切或外切时,切点与两圆圆心共线.
2.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)确定圆的几何要素是圆心和半径.( )
(2)方程(x+a)2+(y+b)2=t2(t∈R)表示圆心为(a,b),半径为t的圆.( )
(3)方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆.( )
(4)若点M(x0,y0)在圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外,则+Dx0+Ey0+F>0.( )
√
×
×
√
2.(教材改编)圆心为(1,-1)且过原点的圆的方程是( )
A.(x+1)2+(y-1)2=1
B.(x+1)2+(y+1)2=1
C.(x-1)2+(y+1)2=2
D.(x-1)2+(y-1)2=2
答案:C
解析:圆心为(1,-1)且过原点的圆的半径为
=,
故圆心为(1,-1)且过原点的圆的方程为
(x-1)2+(y+1)2=2.
3.(教材改编)若坐标平面上的原点O在圆(x-m)2+(y+m)2=4的内部,则实数m的取值范围为__________.
(-)
解析:∵原点O在圆(x-m)2+(y+m)2=4的内部,
∴(0-m)2+(0+m)2<4,得2m2<4,解之得-<m<,即实数m的取值范围为(-).
4.(易错)若方程x2+y2+mx-2y+3=0表示圆,则m的取值范围是( )
A.(-∞,-)∪(,+∞)
B.(-∞,-2)∪(,+∞)
C.(-∞,-)∪(,+∞)
D.(-∞,-2)∪(,+∞)
答案:B
解析:将x2+y2+mx-2y+3=0化为圆的标准方程得(x+)2+(y-1)2=-2.由其表示圆可得-2>0,解得m<-2或m>2.
故选B.
5.(易错)半径为3,圆心的纵、横坐标相等且与两条坐标轴都相切的圆的方程为_________________________________.
(x-3)2+(y-3)2=9或(x+3)2+(y+3)2=9
解析:由题意可设圆心坐标为(a,a),
则圆的方程为(x-a)2+(y-a)2=9,
∴|a|=r=3,
∴a=±3,
∴所求圆的方程为:
(x-3)2+(y-3)2=9或(x+3)2+(y+3)2=9.
题型一 圆的方程
例1 (1)[2023·哈尔滨三中模拟]已知圆C经过点A(-1,-4),B(6,3),且圆心在直线x-y-4=0上,则圆C的标准方程为( )
A.(x-3)2+(y+1)2=25
B.(x-3)2+(y-1)2=25
C.(x-3)2+(y+1)2=5
D.(x+3)2+(y+1)2=25
答案:A
解析:设圆C的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),
因为圆C经过点A(-1,-4),B(6,3),且圆心在直线x-y-4=0上,
所以有⇒,
因此圆C的标准方程为(x-3)2+(y+1)2=25,故选A.
(2)已知圆C经过P(-2,4),Q(3,-1)两点,且在x轴上截得的弦长等于6,则圆C的方程为__________________________________.
x2+y2-2x-4y-8=0或x2+y2-6x-8y=0
解析:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0),
将P,Q两点的坐标分别代入,
得
又令y=0,得x2+Dx+F=0. ③
设x1,x2是方程③的两根,则x1+x2=-D,x1x2=F,
Δ=D2-4F>0,
由|x1-x2|=6,得D2-