内容正文:
第06讲 圆的方程
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一: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.
知识点二: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
知识点三: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.
题型一:求圆的标准方程
【典例1-1】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)平面几何中有一个著名的定理:的三条高线的垂足、三边中点及三个顶点与垂心连线段的中点共圆,该圆称为的九点圆或欧拉圆,若、,的垂心为,则的九点圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,,,可得中点为,中点为,中点为,
设的九点圆方程为,
代入、、三点坐标,可得,
解得,,,即,
化简可得圆的标准方程为.
故选:C.
【典例1-2】已知圆经过,两点,且圆心在直线,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题知,设圆的标准方程为,
则,解得,
所以圆的标准方程为.
故选:C
【变式1-1】(2025·高二·四川乐山·期末)已知圆的圆心在轴上且经过两点,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意设圆的标准方程是,
因为圆经过两点,
所以,解得,
所以圆的标准方程是,
故选:A
【变式1-2】已知点,,线段为圆的直径,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为点,,
所以线段的中点坐标为,即圆心坐标为,半径,
所以圆的标准方程为.
故选:D
题型二:求圆的一般方程
【典例2-1】(2025·高二·江苏无锡·期中)以为直径的两个端点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,则,且中点为,
所以以为直径的两个端点的圆的标准方程为,展开得,
故选:A.
【典例2-2】(2025·高二·重庆·期中)圆心为且过原点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知,在圆上,圆心为,
所以圆的半径,
所以圆的标准方程为,
则一般方程为:,
故选:B.
【变式2-1】过,,三点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设所求的圆的方程为,因为,,三点在圆上,所以解得于是所求圆的一般方程是.
故选:D.
【变式2-2】当为任意实数时,直线恒过定点,则以为圆心,为半径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】直线,当时,,故直线恒过点,
所以以为圆心,为半径的圆的标准方程为,
化简得圆的一般方程为:.
故选:C.
题型三:判断点与圆的关系
【典例3-1】若点的坐标是,圆的方程为,则( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆内或圆上 D.点在圆上或圆外
【答案】C
【解析】因为,
当且仅当时取等号,所以点在圆内或圆上.
故选:C
【典例3-2】(2025·高二·浙江台州·期中)若点在圆的内部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为点在圆的内部,
所以,即,解得,
实数的取值范围是,
故选:A.
【变式3-1】点与圆的位置关系是( )
A.在圆外 B.在圆内 C.在圆上 D.不确定
【答案】B
【解析】因为
所以点在圆内.
故选:B.
【变式3-2】(2025·高二·北京顺义·期中)已知圆的方程为,则点在( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.不确定
【答案】C
【解析】圆心为,半径为,
因为,
所以在圆外,
故选:C
题型四:直译法求轨迹方程
【典例4-1】在等腰中,若一腰的两个端点分别为,,为顶点,求另一腰的一个端点的轨迹方程.
【解析】设点的坐标为,
为等腰三角形,且为顶点,.
又,
,
.
又点不能与点重合,也不能使,,三点共线.
且,
点的轨迹方程为(且).
【典例4-2】设平面上有一条长度为4的线段,试建立适当的平面直角坐标系,求:
(1)到线段两端点的距离的平方差为16的点的轨迹方程;
(2)到线段两端点的距离的平方和为16的点的轨迹方程.
【解析】(1)如图取中点为原点,所在直线为轴,过点且垂直于的直线为轴,建立平面直角坐标系,则有、.
设点到、两点的距离的平方差为16,
则,化简得.
因此,所求轨迹方程为,其轨迹是两条垂直于轴的直线.
(2)设点到、两点的距离的平方和为16,
则,化简得.
因此,所求轨迹方程,其轨迹是以为直径的圆.
【变式4-1】(2025·安徽滁州·二模)已知A,B为圆上的两个动点,P为弦AB的中点,若,则点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】圆的方程可化为,,半径,
因为,所以,
又是的中点,所以,
所以点的轨迹方程为.
故选:B.
【变式4-2】(2025·高二·北京·期中)已知圆C:过点,则圆C的圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】圆C:过点,则,
所以圆心的轨迹方程是,
故选:D.
题型五:相关点法求轨迹方程
【典例5-1】(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知过点的直线与圆交于两点,则弦的中点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】由直线过点,圆可知,圆心为,
设点,
由题意可知,当点与点不重合时,,则,整理得,即,
此时点的轨迹为圆但不包括点.
当点与点重合时,其坐标满足方程.
综上,点的轨迹方程为.
故答案为:
【典例5-2】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知线段的中点C的坐标是,端点A在圆上运动,则线段的端点B的轨迹方程是 .
【答案】
【解析】设,因为线段的中点C的坐标是,
所以,
将代入中得,
化简得.
故答案为:
【变式5-1】(2025·高二·广西南宁·期中)已知直线与圆交于两点,点在圆上运动.
(1)当时,求;
(2)已知点,求的中点的轨迹方程.
【解析】(1)由题意可知:圆的圆心,半径,
则圆心到直线的距离,
可得,解得.
(2)设,
因为点,且为的中点,则,
又因为点在圆上,则,整理得,
所以点的轨迹方程为.
【变式5-2】已知圆O:,直线的方程为.若直线过定点P,点M,N在圆O上,且⊥,Q为线段的中点,求点Q的轨迹方程.
【解析】直线的方程为,即,
则有,解得,即点P的坐标为.
因为点M,N在圆O上,且⊥,Q为线段MN的中点,
则,设的中点,
由垂径定理得,
即,
化简可得,即为点Q的轨迹方程.
题型六:圆与二元二次方程表示的曲线的关系
【典例6-1】若方程表示圆,则的取值范围为 .
【答案】或,
【解析】由可得,
故,解得或,
故答案为:或,
【典例6-2】(2025·高二·福建·期中)若点在圆的外部,则正实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意可得,解得,
故正实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式6-1】(2025·高二·河北沧州·期中)已知圆,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】依题意,,解得,
所以的取值范围为.
故答案为:
【变式6-2】(2025·高一·陕西宝鸡·期末)已知,方程表示圆,则 .
【答案】
【解析】依题意,解得或2,
当时,方程为,即表示圆,符合题意;
当时,方程为,即,
得,不表示圆,不符合题意,
综上,.
故答案为:.
题型七:圆过定点问题
【典例7-1】点是直线上的动点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点
【答案】和
【解析】如图,过点作垂直于直线,垂足为,
则以为直径的圆过定点和,
因为直线的斜率为,所以直线的方程为,
联立,解得,即.
所以以为直径的圆经过定点和.
故答案为:和
【典例7-2】(2025·高三·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】
【解析】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:.
【变式7-1】(2025·高二·江苏苏州·期中)在平面直角坐标系xOy中,二次函数的图象与坐标轴分别交于点A,B,C,记的外接圆为圆①当时,圆E的一般式方程是 ;②圆E恒过的两个定点是 .
【答案】
【解析】①当时,
二次函数的图象与两坐标轴交于点,,,
的外接圆为圆E,
设所求圆的一般方程为,,
令,得,由题意可得,这与是同一个方程,
故,
令,得,由题意可得,
此方程有一个根为,代入此方程得出,
所以圆E的一般方程为;
②设所求圆的一般方程为,,
令,得,由题意可得,这与是同一个方程,
故,
令,得,由题意可得,此方程有一个根为,
代入此方程得出,所以圆E的一般方程为,
当时,或,
故圆E恒过定点.
故答案为:;
【变式7-2】(2025·高二·河南信阳·期中)圆恒过的定点是 .
【答案】
【解析】圆方程化为,
由解得故圆恒过点.
故答案为:
题型八:圆对称性的应用
【典例8-1】(2025·高二·北京·期中)过点的直线将的面积分为相等的两部分,求直线方程 .
【答案】
【解析】因为直线将的面积分为相等的两部分,
所以该直线过圆心,由两点式知该直线方程为.
故答案为:
【典例8-2】(2025·高二·宁夏银川·期末)若圆(,)被直线平分,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】圆,即,圆心为,半径为,
因为圆(,)被直线平分,
则直线过圆心,即,
所以,当且仅当时等号成立.
故答案为:.
【变式8-1】已知圆C:关于直线对称,求圆心C坐标为 .
【答案】
【解析】由已知得,解得或,
圆C:,圆心为,
若圆C关于直线对称,则,
解得,所以圆心坐标为
故答案为:.
【变式8-2】(2025·高二·湖北十堰·期中)点在圆上,且点关于直线对称,则该圆的半径是 .
【答案】
【解析】由,该圆的圆心坐标为,
因为点在圆上,且点关于直线对称,
所以圆心在上,即,
所以该圆的半径为,
故答案为:
1.(2025·广西·模拟预测)已知,分别为轴、轴上的动点,若以线段为直径的圆过点,则线段的中点的轨迹方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设点的坐标为,则点的坐标为,点的坐标为,
由圆的性质可知,
当时,直线斜率不存在,
此时直线斜率为,所以,,,
当时,有,即,
整理得:,
经检验在直线上,
所以的轨迹方程为:.
故选:B.
2.(2025·高二·贵州黔西·期中)在平面直角坐标系中,,,点P满足,则点P到直线的最大值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】设点,
因为,所以,
整理得,
所以点的轨迹是以为圆心,以为半径的圆,
所以点到直线的最大距离.
故选:B.
3.(2025·高二·河南·期中)已知圆心在轴上的圆过点且与轴相切,则该圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设圆心坐标为:
由题意可知圆的标准方程为:,
由圆过点,
所以,解得:,
所以圆的标准方程为,
故选:C
4.(2025·高二·湖南·期中)曲线和曲线组合围成“心形图”(如下图所示),记“心形图”为曲线,曲线所围成的“心形”区域的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,设,线段的中点为,
因为曲线关于点对称,
所以可将曲线与轴,轴围成的区域割补为直角三角形的区域,
于是曲线与轴,轴围成的区域面积就是直角三角形的面积,
即;
根据对称性,可得曲线与轴,轴围成的区域面积为,
又曲线所围成的“心形”区域中,两个半圆的面积为,
所以曲线所围成的“心形”区域的面积等于.
故选:C.
5.(2025·贵州黔南·三模)“关于,的方程:表示圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】若关于,的方程:表示圆,则,解得或,
因为真包含于,
所以“关于,的方程:表示圆”是“”的必要不充分条件.
故选:B
6.(2025·高二·江西南昌·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C.3 D.2
【答案】B
【解析】圆的圆心为,
所以圆心到直线的距离为.
故选:B.
7.圆心是且过点的圆的方程为 .
【答案】
【解析】解析:由题可得圆的半径为,
又圆心为所以圆的方程为.
故答案为:.
8.圆的半径为 .
【答案】1
【解析】由,则,可得半径为1.
故答案为:.
9.(2025·高二·上海浦东新·期中)已知圆与圆关于轴对称.则圆的标准方程为 .
【答案】
【解析】圆化成标准方程为:,
所以圆心,半径,
而圆与圆关于轴对称,即圆心与圆心关于轴对称,而两圆半径相等,
即圆心,半径,
所以圆的标准方程为:.
故答案为:
10.(2025·高二·上海杨浦·期中)舒腾尺是荷兰数学家舒腾(1615-1660)设计的 一种作图工具,如图 , 是滑槽 的中点,短杆 可绕 转动,长杆 通过 处的铰链与 道接, 上的栓子 可沿滑槽 滑动,当点 在滑槽 内作往复移动时,带动点 绕 转动,点 也随之而运动,记点 的运动轨迹为 ,点 的运动轨迹为 . 以 为坐标原点, 方向为 轴正方向,如图建立平面直角坐标系,若 ,且 ,则 的方程为 .
【答案】
【解析】如图,以滑槽所在的直线为轴,为坐标原点建立平面直角坐标系,
因为,所以点的运动轨迹是以为圆心,1为半径的圆,
则其方程为.
故答案为:.
11.(2025·高二·上海普陀·期中)设,若圆的半径为2,则的值为 ;
【答案】
【解析】圆的半径,
依题意,解得,经验证,符合题意,
所以的值为.
故答案为:
12.若圆经过坐标原点,且圆心在直线上运动,当半径最小时,圆的方程为 .
【答案】
【解析】设圆心坐标为,
则圆的半径,
当时,,圆心坐标为.
故所求圆的方程为.
故答案为:.
13.(2025·高二·北京房山·期中)已知定点和点,以为斜边,则直角顶点A的轨迹方程为 .
【答案】(且)
【解析】设点,点D为点和点的中点,
则,,
∵以为斜边,点A为直角顶点,
∴,
∴点A的轨迹是以D为圆心,为半径的圆,除点B,C之外的部分,
∴点A的轨迹方程为(且).
故答案为:(且)
14.(2025·高二·广东佛山·期中)已知动点到点和点的距离的平方和为定值6,那么点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设点,依题意,,
代入点的坐标,可得:,
化简得:.
即点的轨迹方程为.
故答案为:.
15.的三个顶点分别是,,.
(1)求边上的中线所在直线的方程,求边上的高所在直线的方程;
(2)(ⅰ)求的外接圆(为圆心)的标准方程;
(ⅱ)若点的坐标是,点是圆上的一个动点,点满足,求点的轨迹方程,并说明轨迹的形状.
【解析】(1)设线段的中点为,则,
因为,则边上的中线的方程为,即直线的方程为,
又因为直线的斜率为,所以上的高所在直线的斜率为,
所以上的高所在直线的方程为,即直线的方程为.
(2)(ⅰ)设圆的方程为(其中)
因为三点都在圆上,可得,
解得,满足,
所以所求圆的方程为,即
(ⅱ)设的坐标是,点的坐标是,
因为的坐标是,且,
所以,解得,
又因为点在圆上运动,所以点的坐标满足圆的方程,即,
代入得,整理得,
点的轨迹方程是,轨迹是以为圆心,半径为的圆.
16.在平面直角坐标系中.求经过三点的圆的方程.
【解析】设圆的方程为,
则有,
解得,即圆的方程为.
17.(2025·高二·河北石家庄·期末)已知圆C过点,,且圆心在上,
(1)求圆C的方程;
(2)已知平面内两点,,P为圆C上的动点,求的最小值.
【解析】(1),,由中点坐标公式得MN的中点坐标为,
,
的中垂线方程为:,即,
,
,,
圆的方程为
(2)设,
,
即点P到原点O的距离的平方,
,
,
18.(2025·高二·北京丰台·期末)已知圆C经过点,且圆心C是直线与轴的交点.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线l与圆C交于A,B两点,且四边形为菱形,求直线l的方程.
【解析】(1)因为圆心C是直线与轴的交点,
所以圆心C的坐标为,
又因为圆C经过,所以圆C的半径为,
所以圆C的方程为.
(2)因为四边形CAMB为菱形,
所以AB垂直平分CM,
因为,所以
又因为CM的中点坐标为
所以直线AB的方程为,即.
19.(2025·高二·天津·期末)已知平面内的动点与两个定点的距离的比为,记动点的轨迹为曲线,求曲线的方程,并说明其形状.
【解析】设,由,
得,化简得,
即
故曲线是以为圆心,半径为2的圆;
20.已知点,,.
(1)求线段的垂直平分线的方程;
(2)已知圆过点,求圆的方程.
【解析】(1)依题意,设线段的中点为,因,,则,
直线的斜率为:,故线段AC的垂直平分线的斜率为,
故其直线方程为:,即;
(2)仿照(1),同理可求得线段的垂直平分线的方程为,即,
由解得:,
即圆心为,圆的半径为:,
故圆的方程为:.
21.已知一个圆过点,,它与轴的交点为,,与轴的交点为,,且,求此圆的方程.
【解析】设该圆的一般方程为,
令,得,所以;
令,得,所以.
所以,所以.①
又,两点在圆上,
所以,②
.③
由①②③,得,,,经验证符合题意,
故所求圆的方程为.
22.已知圆过两点且圆关于直线对称,求的的方程.
【解析】设圆的方程为,则圆心是,
因为圆关于直线对称,则直线经过圆心,即圆心在直线上,
可得,即.
又圆过点,由此可得,
解得,
故的一般方程是.
23.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知直线,直线,与交于点点.
(1)求线段的垂直平分线的方程;
(2)求过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程.
【解析】(1),故,
因为,所以中点坐标为且.
所以的垂直平分线方程为,即.
(2),故圆心坐标为,半径为.
所以圆的标准方程为.
24.(2025·高二·广东惠州·期中)的三个顶点分别是、、.
(1)求边上的高所在直线的方程;
(2)求的外接圆(为圆心)的标准方程.
【解析】(1)因为直线的斜率为,所以上的高所在直线的斜率为,
所以上的高所在直线的方程为,即直线的方程为.
(2)设圆的方程为(其中,
因为、、三点都在圆上,可得,
解得,,,满足,
所以所求圆的方程为,即.
25.(2025·高二·上海徐汇·期中)已知圆关于直线对称的图形为圆,求圆的方程.
【解析】易知圆的圆心为,
设圆心关于直线对称的点坐标为,
可得,解得,
即圆的圆心坐标为,对称后半径不变,
所以圆的方程为.
26.(2025·高二·北京·期中)设直线
(1)求与直线的距离为的直线的方程;
(2)求圆关于直线的对称圆的方程.
【解析】(1)由题意可知该直线与直线平行,
所以设该直线方程为,
依题意,解得或,
故该直线方程为或.
(2)圆的圆心为,
设圆心关于直线的对称点为,
则且的中点在直线上.
,解得,
,
圆关于直线的对称圆半径不变,
该对称圆方程为:.
27.已知三个顶点的坐标分别是.
(1)求AB边上的高所在的直线方程
(2)求外接圆的方程
【解析】(1)由题直线的斜率为,故边上高的斜率为,又边上的高过点,由点斜式方程得:,即;
(2)三个顶点的坐标分别是,
直线的斜率,直线的斜率,
则,即.
由可得外接圆是以线段为直径的圆,
线段的中点为,半径,
所以外接圆的方程是.
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第06讲 圆的方程
01 思维导图与题型归纳
02 全面梳理基础知识,夯实学习根基
03 聚焦核心题型,举一反三
04 过关测试,检验成效
知识点一: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.
知识点二: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
知识点三: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.
题型一:求圆的标准方程
【典例1-1】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)平面几何中有一个著名的定理:的三条高线的垂足、三边中点及三个顶点与垂心连线段的中点共圆,该圆称为的九点圆或欧拉圆,若、,的垂心为,则的九点圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【典例1-2】已知圆经过,两点,且圆心在直线,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(2025·高二·四川乐山·期末)已知圆的圆心在轴上且经过两点,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】已知点,,线段为圆的直径,则圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
题型二:求圆的一般方程
【典例2-1】(2025·高二·江苏无锡·期中)以为直径的两个端点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【典例2-2】(2025·高二·重庆·期中)圆心为且过原点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】过,,三点的圆的一般方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】当为任意实数时,直线恒过定点,则以为圆心,为半径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
题型三:判断点与圆的关系
【典例3-1】若点的坐标是,圆的方程为,则( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆内或圆上 D.点在圆上或圆外
【典例3-2】(2025·高二·浙江台州·期中)若点在圆的内部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】点与圆的位置关系是( )
A.在圆外 B.在圆内 C.在圆上 D.不确定
【变式3-2】(2025·高二·北京顺义·期中)已知圆的方程为,则点在( )
A.圆内 B.圆上 C.圆外 D.不确定
题型四:直译法求轨迹方程
【典例4-1】在等腰中,若一腰的两个端点分别为,,为顶点,求另一腰的一个端点的轨迹方程.
【典例4-2】设平面上有一条长度为4的线段,试建立适当的平面直角坐标系,求:
(1)到线段两端点的距离的平方差为16的点的轨迹方程;
(2)到线段两端点的距离的平方和为16的点的轨迹方程.
【变式4-1】(2025·安徽滁州·二模)已知A,B为圆上的两个动点,P为弦AB的中点,若,则点P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(2025·高二·北京·期中)已知圆C:过点,则圆C的圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
题型五:相关点法求轨迹方程
【典例5-1】(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知过点的直线与圆交于两点,则弦的中点的轨迹方程为 .
【典例5-2】(2025·高二·甘肃兰州·期末)已知线段的中点C的坐标是,端点A在圆上运动,则线段的端点B的轨迹方程是 .
【变式5-1】(2025·高二·广西南宁·期中)已知直线与圆交于两点,点在圆上运动.
(1)当时,求;
(2)已知点,求的中点的轨迹方程.
【变式5-2】已知圆O:,直线的方程为.若直线过定点P,点M,N在圆O上,且⊥,Q为线段的中点,求点Q的轨迹方程.
题型六:圆与二元二次方程表示的曲线的关系
【典例6-1】若方程表示圆,则的取值范围为 .
【典例6-2】(2025·高二·福建·期中)若点在圆的外部,则正实数的取值范围是 .
【变式6-1】(2025·高二·河北沧州·期中)已知圆,则的取值范围为 .
【变式6-2】(2025·高一·陕西宝鸡·期末)已知,方程表示圆,则 .
题型七:圆过定点问题
【典例7-1】点是直线上的动点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点
【典例7-2】(2025·高三·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
【变式7-1】(2025·高二·江苏苏州·期中)在平面直角坐标系xOy中,二次函数的图象与坐标轴分别交于点A,B,C,记的外接圆为圆①当时,圆E的一般式方程是 ;②圆E恒过的两个定点是 .
【变式7-2】(2025·高二·河南信阳·期中)圆恒过的定点是 .
题型八:圆对称性的应用
【典例8-1】(2025·高二·北京·期中)过点的直线将的面积分为相等的两部分,求直线方程 .
【典例8-2】(2025·高二·宁夏银川·期末)若圆(,)被直线平分,则的最大值为 .
【变式8-1】已知圆C:关于直线对称,求圆心C坐标为 .
【变式8-2】(2025·高二·湖北十堰·期中)点在圆上,且点关于直线对称,则该圆的半径是 .
1.(2025·广西·模拟预测)已知,分别为轴、轴上的动点,若以线段为直径的圆过点,则线段的中点的轨迹方程为( ).
A. B.
C. D.
2.(2025·高二·贵州黔西·期中)在平面直角坐标系中,,,点P满足,则点P到直线的最大值是( )
A.2 B. C. D.
3.(2025·高二·河南·期中)已知圆心在轴上的圆过点且与轴相切,则该圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(2025·高二·湖南·期中)曲线和曲线组合围成“心形图”(如下图所示),记“心形图”为曲线,曲线所围成的“心形”区域的面积等于( )
A. B. C. D.
5.(2025·贵州黔南·三模)“关于,的方程:表示圆”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(2025·高二·江西南昌·期中)圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C.3 D.2
7.圆心是且过点的圆的方程为 .
8.圆的半径为 .
9.(2025·高二·上海浦东新·期中)已知圆与圆关于轴对称.则圆的标准方程为 .
10.(2025·高二·上海杨浦·期中)舒腾尺是荷兰数学家舒腾(1615-1660)设计的 一种作图工具,如图 , 是滑槽 的中点,短杆 可绕 转动,长杆 通过 处的铰链与 道接, 上的栓子 可沿滑槽 滑动,当点 在滑槽 内作往复移动时,带动点 绕 转动,点 也随之而运动,记点 的运动轨迹为 ,点 的运动轨迹为 . 以 为坐标原点, 方向为 轴正方向,如图建立平面直角坐标系,若 ,且 ,则 的方程为 .
11.(2025·高二·上海普陀·期中)设,若圆的半径为2,则的值为 ;
12.若圆经过坐标原点,且圆心在直线上运动,当半径最小时,圆的方程为 .
13.(2025·高二·北京房山·期中)已知定点和点,以为斜边,则直角顶点A的轨迹方程为 .
14.(2025·高二·广东佛山·期中)已知动点到点和点的距离的平方和为定值6,那么点的轨迹方程为 .
15.的三个顶点分别是,,.
(1)求边上的中线所在直线的方程,求边上的高所在直线的方程;
(2)(ⅰ)求的外接圆(为圆心)的标准方程;
(ⅱ)若点的坐标是,点是圆上的一个动点,点满足,求点的轨迹方程,并说明轨迹的形状.
16.在平面直角坐标系中.求经过三点的圆的方程.
17.(2025·高二·河北石家庄·期末)已知圆C过点,,且圆心在上,
(1)求圆C的方程;
(2)已知平面内两点,,P为圆C上的动点,求的最小值.
18.(2025·高二·北京丰台·期末)已知圆C经过点,且圆心C是直线与轴的交点.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线l与圆C交于A,B两点,且四边形为菱形,求直线l的方程.
19.(2025·高二·天津·期末)已知平面内的动点与两个定点的距离的比为,记动点的轨迹为曲线,求曲线的方程,并说明其形状.
20.已知点,,.
(1)求线段的垂直平分线的方程;
(2)已知圆过点,求圆的方程.
21.已知一个圆过点,,它与轴的交点为,,与轴的交点为,,且,求此圆的方程.
22.已知圆过两点且圆关于直线对称,求的的方程.
23.(2025·高二·黑龙江哈尔滨·期中)已知直线,直线,与交于点点.
(1)求线段的垂直平分线的方程;
(2)求过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程.
24.(2025·高二·广东惠州·期中)的三个顶点分别是、、.
(1)求边上的高所在直线的方程;
(2)求的外接圆(为圆心)的标准方程.
25.(2025·高二·上海徐汇·期中)已知圆关于直线对称的图形为圆,求圆的方程.
26.(2025·高二·北京·期中)设直线
(1)求与直线的距离为的直线的方程;
(2)求圆关于直线的对称圆的方程.
27.已知三个顶点的坐标分别是.
(1)求AB边上的高所在的直线方程
(2)求外接圆的方程
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