2.1 圆的方程（八大题型）-【帮课堂】2023-2024学年高二数学同步学与练（苏教版2019选择性必修第一册）

2.1 圆的方程 课程标准 学习目标 本章以“圆”为载体，再次实践和感悟运用解析几何思想研究问题的一般思路．通过本章的学习，学生将在类比直线的研究方法的基础上，进一步体会和掌握在平面直角坐标系中建立圆的方程，进而运用方程研究圆的几何性质及直线和圆、圆和圆的相互位置关系，体会数形结合的思想，逐步形成用代数方法解决几何问题的能力． 1、理解并掌握确定圆的几何要素． 2、理解并探求圆的标准方程和一般方程． 3、理解并掌握圆的标准方程和一般方程的求法． 4、理解并掌握点与圆的位置关系. 知识点01 圆的标准方程 ，其中为圆心，为半径． 知识点诠释： （1）如果圆心在坐标原点，这时，圆的方程就是．有关图形特征与方程的转化：如：圆心在x轴上：b=0；圆与y轴相切时：；圆与x轴相切时：；与坐标轴相切时：；过原点： （2）圆的标准方程圆心为，半径为，它显现了圆的几何特点． （3）标准方程的优点在于明确指出了圆心和半径．由圆的标准方程可知，确定一个圆的方程，只需要a、b、r这三个独立参数，因此，求圆的标准方程常用定义法和待定系数法． 【即学即练1】（2023·全国·高二专题练习）已知点，求 (1)过点A，B且周长最小的圆的标准方程； (2)过点A，B且圆心在直线上的圆的标准方程. 知识点02 点和圆的位置关系 如果圆的标准方程为，圆心为，半径为，则有 （1）若点在圆上 （2）若点在圆外 （3）若点在圆内 【即学即练2】（2023·高二课时练习）点与圆的位置关系是（　　） A．在圆外 B．在圆上 C．在圆内 D．与a的值有关 知识点03 圆的一般方程 当时，方程叫做圆的一般方程．为圆心，为半径． 知识点诠释： 由方程得 （1）当时，方程只有实数解．它表示一个点． （2）当时，方程没有实数解，因而它不表示任何图形． （3）当时，可以看出方程表示以为圆心，为半径的圆． 【即学即练3】（2023·河南周口·高二校考阶段练习）在平面直角坐标系中，四点坐标分别为，若它们都在同一个圆周上，则a的值为（    ） A．0 B．1 C．2 D． 知识点04 轨迹方程 求符合某种条件的动点的轨迹方程，实质上就是利用题设中的几何条件，通过“坐标法”将其转化为关于变量之间的方程． 1、当动点满足的几何条件易于“坐标化”时，常采用直接法；当动点满足的条件符合某一基本曲线的定义（如圆）时，常采用定义法；当动点随着另一个在已知曲线上的动点运动时，可采用代入法（或称相关点法）． 2、求轨迹方程时，一要区分“轨迹”与“轨迹方程”；二要注意检验，去掉不合题设条件的点或线等． 3、求轨迹方程的步骤： （1）建立适当的直角坐标系，用表示轨迹（曲线）上任一点的坐标； （2）列出关于的方程； （3）把方程化为最简形式； （4）除去方程中的瑕点（即不符合题意的点）； （5）作答． 【即学即练4】已知，，动点M满足，则点M的轨迹方程是 ． 题型一：圆的标准方程 例1．（2023·全国·高二专题练习）已知圆与圆关于直线对称，则圆的标准方程为（    ） A． B． C． D． 例2．（2023·甘肃临夏·高二校考阶段练习）已知圆C的圆心在y轴上，且经过，两点，求圆C的标准方程. 例3．（2023·高二课时练习）求满足下列条件的圆的标准方程： (1)经过点，圆心为点； (2)经过点，且圆心在y轴上. 变式1．（2023·全国·高二专题练习）求经过点和坐标原点，并且圆心在直线上的圆的方程． 变式2．（2023·全国·高二专题练习）已知圆C的半径为，圆心在直线上，且过点，求圆C的标准方程. 变式3．（2023·高二单元测试）已知直线过点且与直线垂直，圆的圆心在直线上，且过，两点． (1)求直线的方程； (2)求圆的标准方程． 变式4．（2023·河北保定·高二校考期中）求满足下列条件的圆的标准方程． (1)圆心在轴上，半径为5，且过点； (2)圆心在直线上，且与直线相切于点； 【方法技巧与总结】 一般情况下，如果已知圆心或易于求出圆心，可用圆的标准方程来求解，用待定系数法，求出圆心坐标和半径．确定圆的方程的主要方法是待定系数法，即列出关于a、b、r的方程组，求a、b、r或直接求出圆心和半径r，一般步骤为： （1）根据题意，设所求的圆的标准方程为； （2）根据已知条件，建立关于a、b、r的方程组； （3）解方程组，求出a、b、r的值，并把它们代入所设的方程中去，就得到所求圆的方程． 题型二：圆的一般方程 例4．（2023·全国·高二专题练习）过坐标原点，且在x轴和y轴上的截距分别为2和3的圆的方程为（    ） A． B． C． D． 例5．（2023·天津和平·高二统考期末）三个顶点的坐标分别是，，，则外接圆的方程是（   ） A． B． C． D． 例6．（20