内容正文:
第3节 圆的方程
[课程标准要求]
1.掌握圆的标准方程的特征,能根据所给条件求圆的标准方程.
2.掌握圆的一般方程,能对圆的一般方程与标准方程进行互化,了解二元二次方程表示圆的条件.
必备知识·课前回顾 回顾教材,夯实四基
1.圆的定义与方程
定点
定长
(a,b)
D2+E2-4F>0
圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(其中D,E,F为常数)具有以下特点:(1)x2,y2项的系数均为1;(2)没有xy项;(3)D2+E2-4F>0.
2.点与圆的位置关系
点M(x0,y0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系:
(1)若M(x0,y0)在圆外,则 .
(2)若M(x0,y0)在圆上,则 .
(3)若M(x0,y0)在圆内,则 .
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
1.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.
2.同心圆系方程:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其中a,b是定值,r是参数.
1.(选择性必修第一册P85T2改编)已知圆的标准方程是(x-3)2+(y+2)2=16,下列各点中在圆内的是( )
A.(2,2) B.(1,3)
C.(-1,-2) D.(0,-1)
D
解析:A中(2-3)2+(2+2)2=17>16在圆外;
B中(1-3)2+(3+2)2=29>16在圆外;
C中(-1-3)2+(-2+2)2=16在圆上;
D中(0-3)2+(-1+2)2=10<16在圆内.
C
3.(选择性必修第一册P85T1改编)与圆(x-1)2+y2=4同圆心且经过点P(-2,4)的圆的标准方程为( )
A.(x-1)2+y2=17 B.(x+1)2+y2=25
C.(x+1)2+y2=17 D.(x-1)2+y2=25
解析:由圆(x-1)2+y2=4的方程可知圆心为(1,0),设所求圆的方程为(x-1)2+
y2=r2(r>0),点P(-2,4)代入得(-2-1)2+42=r2,解得r=5,所以圆的标准方程为(x-1)2+y2=25.
D
4.圆心在y轴上,半径长为1,且过点(1,2)的圆的一般方程是 .
解析:设圆心坐标为(0,b),
则(0-1)2+(b-2)2=12,解得b=2.
所以圆心为(0,2),
所以圆的方程为x2+(y-2)2=1.
即x2+y2-4y+3=0.
答案:x2+y2-4y+3=0
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圆的方程
[例1] (1)过点A(1,-1)与B(-1,1),且圆心在直线x+y-2=0上的圆的方程为( )
A.(x-3)2+(y+1)2=4
B.(x+3)2+(y-1)2=4
C.(x-1)2+(y-1)2=4
D.(x+1)2+(y+1)2=4
答案:(1)C
(2)已知三点A(3,2),B(5,-3),C(-1,3),以P(2,-1)为圆心作一个圆,使得A,B,C三点中的一个点在圆内,一个点在圆上,一个点在圆外,这个圆的方程为
.
答案:(2)(x-2)2+(y+1)2=13
求圆的方程的两种方法
几何法 根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程
待定
系数法 ①若已知条件与圆心(a,b)和半径r有关,则设圆的标准方程,求出a,b,r的值.
②若已知条件中涉及圆上的点的坐标,常选择圆的一般方程,依据已知条件列出关于D,E,F的方程组,进而求出D,E,F的值
答案:(1)C
答案:(2)(x-1)2+(y+1)2=5
(2)(2022·全国甲卷)设点M在直线2x+y-1=0上,点(3,0)和(0,1)均在☉M上,则☉M的方程为 .
圆的对称性
解析:因为圆上的点A(2,1)关于直线x+y=0的对称点仍在这个圆上,所以圆心在直线x+y=0上,因此设圆心坐标为(a,-a),则由(2-a)2+(1+a)2=5,解得a=0或a=1.所以所求圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=5或x2+y2=5.故选AD.
由于圆既是轴对称图形又是中心对称图形,因此过圆心的直线必定平分圆的周长,且圆上的点关于过圆心直线的对称点也在圆上.
[针对训练] (多选题)关于圆(x-2)2+y2=5,下列说法正确的是( )
A.关于点(2,0)对称
B.关于直线y=0对称
C.关于直线x-y+2=0对称
D.关于直线x+3y-2=0对称
解析:由题意知圆心的坐标为(2,0).
圆是关于圆心对称的中心对称图