内容正文:
第01讲 圆的方程
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1理解圆的定义及确定圆的几何要素,理解与掌握平面直角坐标系中圆的标准方程.
2.会根据相关条件写出圆的标准方程及圆的圆心,半径.
3.理解与掌握圆的一般方程的形式与条件,并能准确的判定圆的存在所满足的条件.会判断点与圆的位置关系.
4.会用待定系数法求圆的一般方程,并能解决与圆有关的位置、距离的综合问题.
知识点01.圆的标准方程
1.基本要素:当圆心的位置与半径的大小确定后,圆就唯一确定了,因此,确定一个圆的基本要素是圆心和半径.
2.标准方程:圆心为,半径为r的圆的标准方程是.
3.图例:
若点在圆上,则点的坐标适合方程;反之,若点的坐标适合方程,则点M在圆上.
知识点02.圆的标准方程的推导
如图,设圆的圆心坐标为,半径长为r(其中a,b,r都是常数,r>0).设为该圆上任意一点,那么圆心为C的圆就是集合.由两点间的距离公式,得圆上任意一点M的坐标(x,y)满足的关系式为 ①,①式两边平方,得.
知识点03.求圆的标准方程
求圆的标准方程的常用方法包括几何法和待定系数法.
(1)几何法,常用到圆的以下几何性质:①圆中任意弦的垂直平分线必过圆心;②圆内的任意两条弦的垂直平分线的交点一定是圆心.
(2)圆的标准方程中含有三个参数a,b,r,运用待定系数法时,必须具备三个独立的条件才能确定圆的方程.这三个参数反映了圆的几何性质,其中圆心(a,b)是圆的定位条件,半径r是圆的定形条件.
知识点04.点与圆的位置关系
圆C:,其圆心为,半径为,点,
设.
位置关系
与的大小
图示
点P的坐标的特点
点在圆外
点在圆上
点在圆内
知识点05.圆的一般方程
1.定义
当时,方程表示一个圆,这个方程叫做圆的一般方程,其中圆心为,半径.
2.推导过程
把圆的标准方程展开,并整理得.取,
得: ①.
把①的左边配方,并把常数项移到右边,得.
当且仅当时,方程表示圆,且圆心为,半径长为;
当时,方程只有实数解,所以它表示一个点;
当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
知识点06.待定系数法求圆的一般方程
求圆的方程常用“待定系数法”,用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是:
①根据题意,选择标准方程或一般方程;
②根据条件列出关于或的方程组;
③解出或,代入标准方程或一般方程.
考点01、圆的标准方程
1.(24-25高二上·上海·期中)若圆的圆心到直线的距离为,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】已知点到直线距离求参数、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】求出圆心坐标,利用点到直线的距离公式可求得实数的值.
【详解】圆的圆心为,
由题意可得,即,解得或.
故选:C.
2.(24-25高二下·上海·期末)过圆的圆心且与直线垂直的直线方程为 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】由两条直线垂直求方程、由标准方程确定圆心和半径
【分析】先根据圆的标准方程求出圆心坐标,结合两直线垂直的斜率相乘等于求得所求直线斜率,最后点斜式写出所求直线方程;
【详解】圆的圆心为,与直线垂直的直线的斜率为1,
所以所求直线为,即.
故答案为:.
3.(23-24高二下·上海·期中)已知点,,以线段为直径的圆的标准方程为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、求平面两点间的距离
【分析】求出圆心坐标和半径可得.
【详解】根据题意,圆心坐标为,半径为,
所以圆的标准方程为.
故答案为:.
4.(24-25高二上·上海·阶段练习)以、为直径端点的圆的方程为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】求出圆心坐标和圆的半径,即可得出所求圆的方程.
【详解】由题意可知,圆心为线段的中点,且,
所以,圆的半径为,
因此,所求圆的方程为.
故答案为:.
考点02、求过已知三点的圆的标准方程
1.(2022·上海徐汇·模拟预测)已知,则外接圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程
【分析】求得外接圆的方程即可进行选择.
【详解】设外接圆的方程为
则有,解之得
则外接圆的方程为
故选:D
2.(22-23高二·全国·课后作业)圆心在直线上,且过,两点的圆的标准方程为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程
【分析】先设圆的标准方程,结合圆心在直线y=-x上及两点坐标列出方程组求解即可.
【详解】设所求圆的方程为( ,
因为圆心在直线上,所以,
圆的方程变
将点、代入上述方程得:
解得 ,所以圆的标准方程为.
故答案为:
3.(23-24高二上·上海·期中)在平面直角坐标系中,经过,,三点的圆的标准方程为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程
【分析】设所求圆的标准方程为,代入各点坐标求出的值即可.
【详解】由题意设所求圆的标准方程为,代入各点坐标得,
,解得,
故所求圆的标准方程为.
故答案为:.
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知圆过原点,且与轴、轴的交点的坐标分别为、,求这个圆的方程.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求过已知三点的圆的标准方程
【分析】根据题意可得圆心为垂直平分线与垂直平分线的交点,从而可得圆心坐标,再根据求得半径,从而可写出圆的方程.
【详解】令,所求圆的半径为.
因为圆过点,所以圆心在垂直平分线上,即圆心在直线上,
同理,圆过点,则圆心在直线上,
所以圆心,
所以,
所以所求圆的方程为.
考点03、圆的一般方程
1.(23-24高二下·上海·期中)方程表示圆的充要条件是( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】二元二次方程表示的曲线与圆的关系、根据充要条件求参数
【分析】根据圆的一般式方程的充要条件为,代入运算求解即可.
【详解】由题意可得:,解得或,
所以方程表示圆的充要条件是或.
故选:D.
2.(22-23高二上·上海浦东新·期末)已知方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【分析】根据二元二次方程表示圆的要求可直接构造不等式求解.
【详解】方程表示圆,,即,解得:,
实数的取值范围是.
故选:D.
3.(24-25高二上·上海·期中)圆的周长为 .(结果保留)
【答案】
【难度】0.94
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化、由标准方程确定圆心和半径
【分析】求出圆的半径后可求其周长.
【详解】方程即为,
故圆的半径为,故其周长为,
故答案为:.
4.(21-22高二下·上海徐汇·期中)对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 .
【答案】或
【难度】0.85
【知识点】圆过定点问题
【分析】由已知得,从而,由此能求出定点的坐标.
【详解】解:,即,
令,解得,,或,,
所以定点的坐标是或.
故答案为:或.
5.(24-25高二上·上海·课堂例题)若方程表示圆,求a的取值范围,并求出圆心坐标和半径.
【答案】或.圆心坐标为,半径为
【难度】0.65
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、圆的一般方程与标准方程之间的互化
【分析】配方后根据方程表示圆得出圆心,半径,由半径建立不等式求出的范围.
【详解】原方程可化为.
由,得,解得或,
所以a的取值范围是或,圆心坐标为,半径为.
考点04、由圆的一般方程确定圆心和半径
1.(24-25高二上·上海·期中)已知A点坐标为,B点坐标为,以线段为直径的圆的半径是( )
A.4 B. C. D.2
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、求平面两点间的距离
【分析】利用两点距离公式求线段AB的长,即可得半径.
【详解】由题意知,,
以线段为直径的圆的半径是,
故选:C
2.(23-24高二下·上海·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、求点到直线的距离
【分析】求出圆心,利用点到直线的距离公式计算即可.
【详解】由圆,可得:,所以圆的圆心为,则圆心到直线的距离为,
故选:B
3.(23-24高二下·上海杨浦·期末)已知圆的方程是,则圆心的坐标是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、圆的一般方程与标准方程之间的互化
【分析】将方程配成标准式,即可得到圆心坐标.
【详解】圆的方程是,即,
所以圆心的坐标为.
故答案为:
4.(24-25高二上·上海·课后作业)若点是圆上任意一点,则的最大值是 .
【答案】/
【难度】0.65
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、定点到圆上点的最值(范围)、圆的一般方程与标准方程之间的互化
【分析】将圆化为标准方程,根据目标式的几何意义求解.
【详解】解:圆化为标准方程为:,
记圆心为,半径为,
令,
则,
得为点到原点的距离,其最大值为:,
则的最大值为:,
故答案为:
5.(24-25高二上·上海·期中)若圆过点,,.
(1)求圆的一般方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、求圆的一般方程、求点关于直线的对称点
【分析】(1)代入三点坐标利用待定系数法求圆的一般方式.
(2)要求圆关于直线的对称圆,只需求出圆心关于直线的对称点,再根据对称前后的圆半径相等即可求解.
【详解】(1)设圆的一般方程为,则
,解得,
∴圆的一般方程为.
(2)
由(1)得圆的圆心为,半径,圆半径为.
设,则,且的中点在直线上,
∴,解得,
∴圆的标准方程为.
一、单选题
1.(22-23高二下·上海徐汇·期中)已知一个圆的方程满足:圆心在点,且过原点,则它的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】利用条件求出半径,再根据圆的标准方程求解.
【详解】设圆的半径为,因为圆心是,且过点,所以,所以半圆的方程为,
故选:D.
2.(24-25高二上·上海·课后作业)点与圆上任意一点连线的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】轨迹问题——圆
【分析】设圆上任意一点为,中点为,由中点坐标公式可求得,代入圆的方程即可求得轨迹方程.
【详解】解:设圆上任意一点为,中点为,
则,可得,
代入得,
化简得.
故选:D.
3.(23-24高二上·上海·期末)已知坐标满足方程的点都在曲线C上,则下列命题中正确的是( )
A.曲线C上的点的坐标都适合方程
B.不在曲线C上的点的坐标必不适合方程
C.凡坐标不适合方程的点都不在曲线C上
D.不在曲线C上的点的坐标有些适合方程
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】曲线与方程的概念、原命题与逆否命题等价性的应用、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】由逆否命题的真假性的关系结合曲线与方程的定义逐一判断即可.
【详解】由于“坐标满足方程的点都在曲线C上”与“不在曲线C上的点的坐标必不适合方程”互为逆否命题,
所以“不在曲线C上的点的坐标必不适合方程”是正确的,故B对,D错;
对于点集而言,
不满足,但它仍然属于在曲线C上(仍然属于点集合),故A、C错误.
故选:B.
4.(20-21高二上·上海徐汇·阶段练习)已知圆的圆心在直线上,则该圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】将圆的一般方程化为标准方程,求得圆心,根据已知条件求得参数,再求得圆的半径,即可求得结果.
【详解】,即,
则,其表示圆心为,半径为的圆,
根据题意可得:,解得,故该圆的半径为,则其面积.
故选:A.
二、填空题
5.(22-23高二上·上海宝山·期中)圆心为且与直线相切的圆的方程为 .
【答案】.
【难度】0.94
【知识点】求点到直线的距离、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】利用点到直线的距离公式可求出半径,从而可求出圆的方程.
【详解】由题意可得圆的半径为
,
所以圆的方程为
.
故答案为:.
6.(23-24高二上·上海青浦·期中)若与有交点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】斜率公式的应用、由标准方程确定圆心和半径、直线过定点问题
【分析】根据题意,得到曲线和直线恒过定点,画出图象,结合斜率公式,即可求解.
【详解】由曲线,可得,表示以原点为圆心,半径为1的下半圆,
又由直线恒经过定点,
因为曲线与轴的交点分别为,
可得,
要使得与有交点,可得或,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
7.(21-22高二下·上海金山·期中)过直线 与直线 的交点, 圆心为的圆的标准方程是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】先求出两直线的交点坐标,再求这点到圆心的距离就是半径,从而可求出圆的标准方程
【详解】由,得,
所以直线 与直线 的交点为,
所以圆的半径为,
所以所求圆的标准方程为,
故答案为:
8.(24-25高二下·上海·期中)如图,某圆拱形桥的平面示意图,已知圆拱跨度,拱高,建造时每间隔6m需要用一根支柱支撑,则支柱的高度等于 m(结果保留一位小数,).
【答案】
【难度】0.85
【知识点】点与圆的位置关系求参数、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】设拱形所在圆的圆心为,半径为,由题意圆心在轴上,利用勾股定理求出,即可求出圆的方程,再设,,代入计算可得.
【详解】设拱形所在圆的圆心为,半径为,由题意圆心在轴上,如图,
则,所以,
则圆的标准方程为.
由题意设,,代入圆的方程得,解得(负值已舍去),
所以支柱的高度约为米.
故答案为:.
9.(9-10高二下·上海黄浦·期末)若方程表示圆,则的值为
【答案】
【难度】0.85
【知识点】二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【分析】根据方程表示圆的必要条件可得,解得或;代回原方程验证方程是否表示圆即可得到结果.
【详解】若,则需,解得:或;
当时,方程可化为,即,
则方程表示圆心在,半径为的圆,满足题意;
当时,方程可化为,即,
则,方程不表示圆,不合题意;
综上所述:.
故答案为:.
10.(23-24高二上·上海·期末)方程表示一个圆,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、二元二次方程表示的曲线与圆的关系
【分析】根据一个二元二次方程表示圆的充要条件,写出关于k的不等式,解不等式即可.
【详解】把方程配方得:,因为方程表示一个圆,
则,解得,则实数的取值范围是.
故答案为:.
11.(20-21高二下·上海普陀·期中)圆的半径为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径
【分析】将圆的方程化为标准式,可得出圆的半径.
【详解】圆的标准方程为,故该圆的半径为.
故答案为:.
12.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知的三个顶点,,.那么三角形外接圆的方程是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求圆的一般方程
【分析】设的外接圆方程为,然后将三个点的坐标代入求解即可.
【详解】设的外接圆方程为,则
,解得,
所以三角形外接圆的方程为.
故答案为:
13.(23-24高二下·上海闵行·阶段练习)已知圆的一般方程为,则圆的面积为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】圆的一般方程与标准方程之间的互化
【分析】将圆的一般式转化为标准式,即可得半径求解.
【详解】,故圆的半径为1,
则圆的面积为,
故答案为:
14.(21-22高三下·上海闵行·期中)若抛物线与坐标轴分别交于三个不同的点、、,则的外接圆恒过的定点坐标为
【答案】
【难度】0.85
【知识点】圆过定点问题
【分析】设抛物线交轴于点,交轴于点、,根据题意设圆心为,求出,写出圆的方程,可得出关于、的方程组,即可得出圆所过定点的坐标.
【详解】设抛物线交轴于点,交轴于点、,
由题意可知,由韦达定理可得,,
所以,线段的中点为,设圆心为,
由可得,解得,
,则,则,
所以,圆的方程为,
整理可得,
方程组的解为.
因此,的外接圆恒过的定点坐标为.
故答案为:.
15.(23-24高二上·上海·期末)若直线:平分圆的面积,则直线的倾斜角的大小为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】直线斜率的定义、由圆的一般方程确定圆心和半径、直线的倾斜角
【分析】根据圆的一般方程确定圆心坐标,结合题意计算直线斜率即可.
【详解】对于,
由题意可知直线过圆心,故,
根据直线斜率与倾斜角的关系可知该直线倾斜角为.
故答案为:.
16.(22-23高二下·上海静安·期中)古希腊数学家阿波罗尼斯在他的巨著《圆锥曲线论》中有一个著名的几何问题:在平面上给定不同两点A、B,动点P满足(其中是正常数,且),则P的轨迹是一个圆,这个圆称之为“阿波罗尼斯圆”.若且,则该圆的半径为 .
【答案】4
【难度】0.65
【知识点】轨迹问题——圆、由标准方程确定圆心和半径
【分析】根据给定条件,建立平面直角坐标系求出圆的方程作答.
【详解】以点B为原点,射线BA为x轴非负半轴建立平面直角坐标系,如图,
则,设,由,得,
化简整理得,因此点的轨迹是以为圆心,4为半径的圆,
所以该圆的半径为4.
故答案为:4
三、解答题
17.(23-24高二上·上海·课后作业)已知圆和圆关于直线对称,求直线的方程.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由圆的一般方程确定圆心和半径、直线的点斜式方程及辨析
【分析】不妨令两圆分别为圆、圆,将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,则直线即为线段的中垂线,求出的中点与,即可求出直线的方程.
【详解】不妨令圆为圆,
圆为圆,
则圆:圆心为,半径,
圆:圆心为,半径,
则的中点为,且,则,
所以线段的中垂线为,即,
故直线的方程为.
18.(23-24高二上·上海·课后作业)已知定点,动点在圆上,点在线段上,且,求点的轨迹方程.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】轨迹问题——圆
【分析】在找一点使,作交于,此时满足,应用两点距离公式求轨迹即可.
【详解】在上找一点,则,
过作交于,此时满足,如下图,
所以,令,则.
19.(23-24高二上·新疆·期中)(1)写出下列圆的标准方程:
①圆心为,半径是;
②圆心为,且经过点.
(2)求下列各圆的圆心坐标和半径:
①;
②.
【答案】(1)①;②
(2)①圆心为,半径为;②圆心为,半径为3
【难度】0.65
【知识点】由标准方程确定圆心和半径、由圆心(或半径)求圆的方程
【分析】
(1)①根据圆心和半径,直接写出圆的标准方程②先求出圆的半径,可得圆的标准方程.
(2)把圆的一般方程化为标准方程,可得圆心和半径.
【详解】
(1)①圆心在,半径长是,故圆的标准方程为.
②圆心在,且经过点,故半径为,
故圆的标准方程为.
(2)①,即,故圆心为,半径为,
②,即 即,故圆心为,半径为3.
20.(24-25高二上·上海·期中)已知直线,直线和直线.
(1)若直线与的距离为求实数的值;
(2)曲线上是否存在点P,使得P到直线的距离与P到直线距离之比是,若存在,求出所有满足条件的P点坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)或;
(2)存在,.
【难度】0.45
【知识点】点与圆的位置关系求参数、已知点到直线距离求参数、已知直线平行求参数
【分析】(1)利用平行线间的距离公式计算即可;
(2)设P坐标,利用点到直线的距离公式计算即可.
【详解】(1)将的方程化为:,
直线与的距离,
解之得或;
(2)设,则P点到距离为,
则点到距离为,
则,即,
又因为,解之得:或;
所以满足条件的点P坐标为.
21.(23-24高二上·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知两点,动点满足,设点的轨迹为.如图,动直线与曲线交于不同的两点(均在轴上方),且.
(1)求曲线的方程;
(2)当为曲线与轴正半轴的交点时,求直线的方程;
(3)是否存在一个定点,使得直线始终经过此定点?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,定点为
【难度】0.4
【知识点】轨迹问题——圆、直线与圆中的定点定值问题、直线与圆相交的性质——韦达定理及应用
【分析】(1)设,根据已知条件列方程,化简求得曲线的方程.
(2)设,根据已知条件求得点的坐标,从而求得直线的斜率,进行求得直线的方程.
(3)设直线方程为,联立直线的方程和曲线的方程,化简写出根与系数关系,由列方程,化简求得的关系式,进而求得定点坐标.
【详解】(1)设,由得,
化简得,则曲线的方程为;
(2)由题意知,设,
依题意可知直线的斜率存在,设直线的方程为,
由,得,
则,所以(舍去)或,即,
则,
则直线方程为;
(3)设直线方程为,设,
联立方程,得,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
则直线始终经过此定点.
【点睛】求解曲线的方程,可以有以下两种方法:一是根据圆锥曲线的定义,求得曲线的方程;另一个是根据已知条件中所给的等量关系式,如本题中,利用坐标表示点,化简后可求得曲线方程.
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第01讲 圆的方程
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1理解圆的定义及确定圆的几何要素,理解与掌握平面直角坐标系中圆的标准方程.
2.会根据相关条件写出圆的标准方程及圆的圆心,半径.
3.理解与掌握圆的一般方程的形式与条件,并能准确的判定圆的存在所满足的条件.会判断点与圆的位置关系.
4.会用待定系数法求圆的一般方程,并能解决与圆有关的位置、距离的综合问题.
知识点01.圆的标准方程
1.基本要素:当圆心的位置与半径的大小确定后,圆就唯一确定了,因此,确定一个圆的基本要素是圆心和半径.
2.标准方程:圆心为,半径为r的圆的标准方程是.
3.图例:
若点在圆上,则点的坐标适合方程;反之,若点的坐标适合方程,则点M在圆上.
知识点02.圆的标准方程的推导
如图,设圆的圆心坐标为,半径长为r(其中a,b,r都是常数,r>0).设为该圆上任意一点,那么圆心为C的圆就是集合.由两点间的距离公式,得圆上任意一点M的坐标(x,y)满足的关系式为 ①,①式两边平方,得.
知识点03.求圆的标准方程
求圆的标准方程的常用方法包括几何法和待定系数法.
(1)几何法,常用到圆的以下几何性质:①圆中任意弦的垂直平分线必过圆心;②圆内的任意两条弦的垂直平分线的交点一定是圆心.
(2)圆的标准方程中含有三个参数a,b,r,运用待定系数法时,必须具备三个独立的条件才能确定圆的方程.这三个参数反映了圆的几何性质,其中圆心(a,b)是圆的定位条件,半径r是圆的定形条件.
知识点04.点与圆的位置关系
圆C:,其圆心为,半径为,点,
设.
位置关系
与的大小
图示
点P的坐标的特点
点在圆外
点在圆上
点在圆内
知识点05.圆的一般方程
1.定义
当时,方程表示一个圆,这个方程叫做圆的一般方程,其中圆心为,半径.
2.推导过程
把圆的标准方程展开,并整理得.取,
得: ①.
把①的左边配方,并把常数项移到右边,得.
当且仅当时,方程表示圆,且圆心为,半径长为;
当时,方程只有实数解,所以它表示一个点;
当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
知识点06.待定系数法求圆的一般方程
求圆的方程常用“待定系数法”,用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是:
①根据题意,选择标准方程或一般方程;
②根据条件列出关于或的方程组;
③解出或,代入标准方程或一般方程.
考点01、圆的标准方程
1.(24-25高二上·上海·期中)若圆的圆心到直线的距离为,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
2.(24-25高二下·上海·期末)过圆的圆心且与直线垂直的直线方程为 .
3.(23-24高二下·上海·期中)已知点,,以线段为直径的圆的标准方程为 .
4.(24-25高二上·上海·阶段练习)以、为直径端点的圆的方程为 .
考点02、求过已知三点的圆的标准方程
1.(2022·上海徐汇·模拟预测)已知,则外接圆的方程为( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二·全国·课后作业)圆心在直线上,且过,两点的圆的标准方程为 .
3.(23-24高二上·上海·期中)在平面直角坐标系中,经过,,三点的圆的标准方程为 .
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知圆过原点,且与轴、轴的交点的坐标分别为、,求这个圆的方程.
考点03、圆的一般方程
1.(23-24高二下·上海·期中)方程表示圆的充要条件是( )
A. B. C. D.或
2.(22-23高二上·上海浦东新·期末)已知方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·上海·期中)圆的周长为 .(结果保留)
4.(21-22高二下·上海徐汇·期中)对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 .
5.(24-25高二上·上海·课堂例题)若方程表示圆,求a的取值范围,并求出圆心坐标和半径.
考点04、由圆的一般方程确定圆心和半径
1.(24-25高二上·上海·期中)已知A点坐标为,B点坐标为,以线段为直径的圆的半径是( )
A.4 B. C. D.2
2.(23-24高二下·上海·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C. D.2
3.(23-24高二下·上海杨浦·期末)已知圆的方程是,则圆心的坐标是 .
4.(24-25高二上·上海·课后作业)若点是圆上任意一点,则的最大值是 .
5.(24-25高二上·上海·期中)若圆过点,,.
(1)求圆的一般方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的标准方程.
一、单选题
1.(22-23高二下·上海徐汇·期中)已知一个圆的方程满足:圆心在点,且过原点,则它的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·上海·课后作业)点与圆上任意一点连线的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·上海·期末)已知坐标满足方程的点都在曲线C上,则下列命题中正确的是( )
A.曲线C上的点的坐标都适合方程
B.不在曲线C上的点的坐标必不适合方程
C.凡坐标不适合方程的点都不在曲线C上
D.不在曲线C上的点的坐标有些适合方程
4.(20-21高二上·上海徐汇·阶段练习)已知圆的圆心在直线上,则该圆的面积为( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(22-23高二上·上海宝山·期中)圆心为且与直线相切的圆的方程为 .
6.(23-24高二上·上海青浦·期中)若与有交点,则实数的取值范围为 .
7.(21-22高二下·上海金山·期中)过直线 与直线 的交点, 圆心为的圆的标准方程是 .
8.(24-25高二下·上海·期中)如图,某圆拱形桥的平面示意图,已知圆拱跨度,拱高,建造时每间隔6m需要用一根支柱支撑,则支柱的高度等于 m(结果保留一位小数,).
9.(9-10高二下·上海黄浦·期末)若方程表示圆,则的值为
10.(23-24高二上·上海·期末)方程表示一个圆,则实数的取值范围是 .
11.(20-21高二下·上海普陀·期中)圆的半径为 .
12.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知的三个顶点,,.那么三角形外接圆的方程是 .
13.(23-24高二下·上海闵行·阶段练习)已知圆的一般方程为,则圆的面积为 .
14.(21-22高三下·上海闵行·期中)若抛物线与坐标轴分别交于三个不同的点、、,则的外接圆恒过的定点坐标为
15.(23-24高二上·上海·期末)若直线:平分圆的面积,则直线的倾斜角的大小为 .
16.(22-23高二下·上海静安·期中)古希腊数学家阿波罗尼斯在他的巨著《圆锥曲线论》中有一个著名的几何问题:在平面上给定不同两点A、B,动点P满足(其中是正常数,且),则P的轨迹是一个圆,这个圆称之为“阿波罗尼斯圆”.若且,则该圆的半径为 .
三、解答题
17.(23-24高二上·上海·课后作业)已知圆和圆关于直线对称,求直线的方程.
18.(23-24高二上·上海·课后作业)已知定点,动点在圆上,点在线段上,且,求点的轨迹方程.
19.(23-24高二上·新疆·期中)(1)写出下列圆的标准方程:
①圆心为,半径是;
②圆心为,且经过点.
(2)求下列各圆的圆心坐标和半径:
①;
②.
20.(24-25高二上·上海·期中)已知直线,直线和直线.
(1)若直线与的距离为求实数的值;
(2)曲线上是否存在点P,使得P到直线的距离与P到直线距离之比是,若存在,求出所有满足条件的P点坐标,若不存在,说明理由.
21.(23-24高二上·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知两点,动点满足,设点的轨迹为.如图,动直线与曲线交于不同的两点(均在轴上方),且.
(1)求曲线的方程;
(2)当为曲线与轴正半轴的交点时,求直线的方程;
(3)是否存在一个定点,使得直线始终经过此定点?若存在,求出定点的坐标;若不存在,请说明理由.
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