内容正文:
专题8.3 圆
【考纲要求】
1. 理解圆的定义,掌握圆的标准方程和一般方程.
2. 理解点和圆的位置关系.
【考向预测】
1.圆的方程的求法
2.点和圆的位置关系
1.圆的定义
平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫作圆,定点称为圆心,定长称为圆的半径.
如图,在平面直角坐标系中,的圆心的坐标为, 半径为, 为圆上任意一点, 可用集合表示为:
2.圆的标准方程
我们把方程称为圆心为半径为的圆的标准方程.
3.圆的一般式方程
对于方程(为常数),当时,方程叫做圆的一般方程.
①当时,方程表示以为圆心,以为半径的圆;
②当时,方程表示一个点
③当时,方程不表示任何图形
说明:圆的一般式方程特点:①和前系数相等(注意相等,不一定要是1)且不为0;②没有项;③.
4.点与圆的位置关系
判断点与:位置关系的方法:
(1)几何法(优先推荐)
设到圆心的距离为,则
①则点在外
②则点在上
③则点在内
(2)代数法
将点带入:方程内
①点在外
②点在上
③点在内
考点一:圆的方程
【例1】已知圆M的方程为,则圆心M的坐标是( )
A.(,2) B.(1,2) C.(1,) D.(,)
【变式探究】圆心在坐标原点,半径为2的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【例2】已知圆的圆心为,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式探究】圆的圆心坐标和半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
【例3】若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【例4】与圆同圆心,且过点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】圆的圆心到原点的距离为 .
【例5】圆关于直线对称的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式探究】以两点和为直径端点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【例6】圆的面积为 .
【变式探究】若圆的方程为,且圆的面积为,则圆心坐标为 .
考点二:点与圆的位置关系、三角形的外接圆
【例1】已知圆的标准方程是,则点( )
A.在圆外 B.在圆内
C.在圆上 D.不能确定
【变式探究】点与圆:的位置关系为( )
A.点在圆外 B.点在圆内且不是圆心
C.点在圆上 D.点是圆心
【例2】已知圆,则原点在( )
A.圆内 B.圆外 C.圆上 D.圆上或圆外
【变式探究】已知的顶点,,,则其外接圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【例3】点与圆的位置关系是 .(填“在圆内”、“在圆上”、“在圆外”)
【变式探究】点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则a的取值范围是( )
A.-1<a<1 B.0<a<1
C.a>1或a>-1 D.a=±1
【例4】若点在圆的内部,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】若点不在圆的外部,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例5】若的三个顶点坐标分别为,,,则外接圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【变式探究】过三点,,的圆的方程 .
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专题8.3 圆
【考纲要求】
1. 理解圆的定义,掌握圆的标准方程和一般方程.
2. 理解点和圆的位置关系.
【考向预测】
1.圆的方程的求法
2.点和圆的位置关系
1.圆的定义
平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫作圆,定点称为圆心,定长称为圆的半径.
如图,在平面直角坐标系中,的圆心的坐标为, 半径为, 为圆上任意一点, 可用集合表示为:
2.圆的标准方程
我们把方程称为圆心为半径为的圆的标准方程.
3.圆的一般式方程
对于方程(为常数),当时,方程叫做圆的一般方程.
①当时,方程表示以为圆心,以为半径的圆;
②当时,方程表示一个点
③当时,方程不表示任何图形
说明:圆的一般式方程特点:①和前系数相等(注意相等,不一定要是1)且不为0;②没有项;③.
4.点与圆的位置关系
判断点与:位置关系的方法:
(1)几何法(优先推荐)
设到圆心的距离为,则
①则点在外
②则点在上
③则点在内
(2)代数法
将点带入:方程内
①点在外
②点在上
③点在内
考点一:圆的方程
【例1】已知圆M的方程为,则圆心M的坐标是( )
A.(,2) B.(1,2) C.(1,) D.(,)
【答案】A
【解析】的圆心坐标为;
的圆心坐标为,
故选:A.
【变式探究】圆心在坐标原点,半径为2的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】圆心在坐标原点,半径为2的圆的标准方程为,
故选:B.
【例2】已知圆的圆心为,且过点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可设圆的方程为,
因为圆过点,所以,解得,
所以圆的方程为,
故选:D.
【变式探究】圆的圆心坐标和半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】由于圆,
所以其圆心坐标为,即;
半径为,
故选:A.
【例3】若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为方程表示圆,
所以,解得,
故选:D.
【变式探究】圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】圆心为且过原点的圆的半径为,
故圆心为且过原点的圆的圆的方程为,
故选:C.
【例4】与圆同圆心,且过点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设所求圆的方程为,
由该圆过点,得m=4,
所以所求圆的方程为,
故选:B.
【变式探究】圆的圆心到原点的距离为 .
【答案】
【解析】根据题意,圆的圆心为,
则其圆心到原点为距离,
故答案为:.
【例5】圆关于直线对称的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】圆的圆心坐标为,半径为3,
设点关于直线的对称点为,
则 ,解之得,
则圆关于直线对称的圆的圆心坐标为,
则该圆的方程为,
故选:D.
【变式探究】以两点和为直径端点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,圆心为线段的中点,半径为,
故要求的圆的方程为,
故选:B.
【例6】圆的面积为 .
【答案】
【解析】圆的方程可化为,
所以圆的半径,面积为,
故答案为:.
【变式探究】若圆的方程为,且圆的面积为,则圆心坐标为 .
【答案】
【解析】因为圆的面积为,
所以圆的半径为1,即,所以,
所以圆的方程为,得圆心坐标为,
故答案为:.
考点二:点与圆的位置关系、三角形的外接圆
【例1】已知圆的标准方程是,则点( )
A.在圆外 B.在圆内
C.在圆上 D.不能确定
【答案】B
【解析】圆 的圆心为,半径为2,
因为,所以点在圆内,
故选:B.
【变式探究】点与圆:的位置关系为( )
A.点在圆外 B.点在圆内且不是圆心
C.点在圆上 D.点是圆心
【答案】B
【解析】由题得,
所以点在圆内,又,
所以圆心为,所以点在圆内且不是圆心,
故选:B.
【例2】已知圆,则原点在( )
A.圆内 B.圆外 C.圆上 D.圆上或圆外
【答案】B
【解析】将圆的方程化成标准方程,
因为,所以,即原点在圆外,
故选:B.
【变式探究】已知的顶点,,,则其外接圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设的外接圆的方程为,
因为的顶点,,,
所以,解得,
因此即为所求圆的方程,
故选:A.
【例3】点与圆的位置关系是 .(填“在圆内”、“在圆上”、“在圆外”)
【答案】在圆内
【解析】圆的圆心坐标为,半径为2,
点到圆心的距离,
因为,所以点在圆内,
故答案为:在圆内.
【变式探究】点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则a的取值范围是( )
A.-1<a<1 B.0<a<1
C.a>1或a>-1 D.a=±1
【答案】A
【解析】由于点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,
所以(1-a)2+(1+a)2<4,a2<1,
所以-1<a<1.
故选:A.
【例4】若点在圆的内部,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为点在圆的内部,
所以,解得:,
故选:A.
【变式探究】若点不在圆的外部,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由已知得,解得,
∴,即,
故选:.
【例5】若的三个顶点坐标分别为,,,则外接圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题得是直角三角形,且,
所以的外接圆的圆心就是线段的中点,
由中点坐标公式得,
故选:C.
【变式探究】过三点,,的圆的方程 .
【答案】
【解析】依题,设圆的一般方程为( 为参数),
将三点,,代入:解得,
综上所述,圆的一般方程为,
故答案为:.
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