内容正文:
第三节 圆的方程
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关键能力•重点探究
课时作业•巩固提升
热点命题分析 学科核心素养
本节是命题的热点,主要考查圆的方程,多以选择题和填空题形式考查,难度中等. 本节通过圆的方程的求法考查数学运算和直观想象核心素养.
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知识点一 圆的定义和圆的方程
定义 平面内到______的距离等于______的点的轨迹叫作圆
方程 标
准 (x-a)2+(y-b)2=r2
(r>0) 圆心C(a,b)
半径为r
一般 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0) 充要条件:_______________
圆心坐标:______________
定点
定长
D2+E2-4F>0
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二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是D2+E2-4F>0,与一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的判别式Δ=b2-4ac相类似,表述的都是一次项的平方和减去二次项与常数项积的4倍,只有把条件理解了、记清楚了,才不会陷入命题人设置的这个“陷阱”.
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1.若方程x2+y2+mx-2y+3=0表示圆,则m的取值范围是____________________________.
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2.已知a∈R,方程a2x2+(a+2)y2+4x+8y+5a=0表示圆,则圆心坐标是___________,半径是________.
解析:由题可得a2=a+2,解得a=-1或a=2.当a=-1时,方程为x2+y2+4x+8y-5=0,表示圆,故圆心为(-2,-4),半径为5.当a=2时,方程不表示圆.
(-2,-4)
5
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3.圆C的圆心在x轴上,并且过点A(-1,1)和B(1,3),则圆C的方程为_______________.
(x-2)2+y2=10
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知识点二 点与圆的位置关系
平面上的一点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2之间存在着下列关系:
(1)d>r⇔M在圆外,即(x0-a)2+(y0-b)2>r2⇔M在______;
(2)d=r⇔M在圆上,即(x0-a)2+(y0-b)2=r2⇔M在______;
(3)d<r⇔M在圆内,即(x0-a)2+(y0-b)2<r2⇔M在______.
圆外
圆上
圆内
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C
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2.若点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则实数a的取值范围是____________.
解析:因为点(1,1)在圆内,
所以(1-a)2+(a+1)2<4,即-1<a<1.
(-1,1)
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(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.
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即(x1+x2)2-4x1x2=36,
得D2-4F=36, ④
由①②④解得D=-2,E=-4,F=-8,
或D=-6,E=-8,F=0.
故所求圆的方程为x2+y2-2x-4y-8=0或x2+y2-6x-8y=0.
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求圆的方程的两种方法
(1)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.
(2)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,依据已知条件列出关于a,b,r的方程组,从而求出a,b,r的值;
②若已知条件没有明确给出圆心或半径,则选择设圆的一般方程,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.
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