内容正文:
第13讲 圆的方程
本讲义亮度:
1 构建知识体系 明确学习目标,深入浅出,力求打扎实基础;
2 例题经典 力求熟练掌握各常考题型,提高分析能力;
【题型一】 圆的标准方程
【题型二】 圆的一般方程
【题型三】 求圆的方程
【题型四】 求轨迹方程
【题型五】 圆的方程的运用
3 课后分层练习 进一步巩固所学内容.
1.理解圆的定义;
2.掌握圆的标准方程和一般方程;
3.会利用待定系数法或几何法求圆的方程;
4.理解曲线的轨迹方程的概念,会求简单曲线方程.
【题型一】 圆的标准方程
相关知识点讲解
1 圆的定义
平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆,定点为圆心,定长为圆的半径.
2 圆的标准方程
,称之为圆心为,半径为的圆的标准方程.
证明 在直角坐标系中,设圆上任意一点,由圆的定义可得,
由两点距离公式可得,
两边平方得 ,
若点在上,点的坐标满足方程;反过来,若点的坐标满足方程,就说明点在上.
【典题1】(24-25高二上·贵州黔东南·期末)若圆的圆心为,则点到直线的距离为( )
A.2 B. C. D.
变式练习
1(2025·河北保定·一模)已知O为坐标原点,圆,则( )
A.2 B.3 C. D.5
2(24-25高二上·福建福州·期中)给定圆的方程,则过坐标原点和圆心的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【题型二】 圆的一般方程
相关知识点讲解
圆的一般方程
解释
(1) 圆的标准方程可变形为,
比如 圆变形为;
但形如的方程不一定能表示为圆,
比如 ,对其配方得,其中.
(2) 要满足什么条件方程才能表示圆呢?
证明 ,
对其左边进行配方得,
当时,它可以表示以为圆心,为半径的圆;
当时,方程只有一组实数解,它表示一个点;
当时,方程没有实数解,它不表示任何图形.
【典题1】(24-25高二上·湖北·期末)已知圆上的所有点都在第一象限,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式练习
1(24-25高三下·山西·期中)圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
2(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3(24-25高二上·河北廊坊·期中)若点在圆外,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型三】 求圆的方程
相关知识点讲解
待定系数法
先设后求.确定一个圆需要三个独立条件,若利用一般方程,需要求出;
直接法
直接把圆心和半径求出.要注意多利用圆的几何性质,如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置.
【典题1】(24-25高二上·海南·期末)已知圆过点,,且圆心在轴上,则圆的方程是( )
A. B.
C. D.
变式练习
1(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
2已知点,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3(24-25高二上·湖南永州·期末)圆的圆心在轴上,且过,两点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
4(24-25高二上·河南洛阳·期中)已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
【题型四】 求轨迹方程
相关知识点讲解
曲线方程的理解
若动点的横坐标,纵坐标满足方程,则在直角坐标系中,动点的轨迹为由方程确定的曲线.
(2) 求轨迹方程的方法
① 代数法,建立动点的横、纵坐标的方程;
② 几何法,通过题中已知条件确定动点符合的几何图形,再求轨迹方程.
(3) 代数法求轨迹方程的一般步骤
① 设动点的坐标,
② 根据已知条件得到与动点相关的等量关系,进而得到关于的方程;
③ 化简方程得到动点的轨迹方程.
【典题1】(24-25高一下·浙江·期中)已知点、,点满足,记的轨迹为,下列说法正确的是( )
A.曲线的方程为 B.曲线的方程为
C.点的轨迹所围成的面积为 D.点的轨迹所围成的面积为
变式练习
1(23-24高二上·河北唐山·期末)线段长度为4,其两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,则线段中点的轨迹所围成图形的面积为( )
A.2 B.4 C. D.
2(24-25高二下·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(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知点的坐标为,动点满足,为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
4(2025·江西·模拟预测)已知点A,B是圆C:上的两个动点,O为原点,点A,B,O共线,点D为AB的中点,则点D的轨迹长度为( )
A. B.2π C. D.
【题型五】 圆的方程的运用
【典题1】(2025·河北·模拟预测)已知直线,直线,若与的交点为,且,则的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
【典题2】(24-25高二上·黑龙江·期末)已知,直线:与圆C:交于A,B两点.
(1)证明恒过定点,并求出原点到直线的最大距离;
(2)已知点在圆C上,求的取值范围.
变式练习
1(24-25高三下·湖南邵阳·阶段练习)由曲线围成的图形的面积为( )
A. B. C. D.
2(2025高三·全国·专题练习)设,为圆:的直径,则等于( )
A.4 B.21 C.25 D.29
3(2025·新疆·模拟预测)已知,动圆经过原点,且圆心在直线上.当直线的斜率取最大值时,动圆的面积为( )
A. B. C. D.
4(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)已知A,B是圆O: 上的两点,且A,B,O(O为坐标原点)三点共线,点,则·=( )
A.1 B.3 C.21 D.25
5(24-25高二下·湖北·阶段练习)在平面直角坐标系中,曲线与x轴交于不同的两点A,B,曲线与y轴交于点C.
(1)是否存在以线段AB为直径的圆过点C?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由;
(2)试确定:过A,B,C三点的圆是否过定点.
【A组---基础题】
1(2025·浙江台州·二模)已知圆M:,则圆心坐标和半径分别为( )
A.,4 B.,4 C.,2 D.,2
2(24-25高二上·江苏泰州·期末)圆的圆心为( )
A. B. C. D.
3(24-25高二上·北京昌平·期末)以,为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
4(24-25高二上·重庆·期末)方程所表示的图形是( )
A.一个圆 B.一个半圆 C.两个圆 D.两个半圆
5(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知点到两个定点的距离之比为2,则满足的关系式为( )
A. B.
C. D.
6(2025·北京西城·一模)在平面直角坐标系中,若从点发出的光线经过点,且被轴反射后将圆平分,则实数( )
A. B.
C. D.
7(24-25高二上·广西·期中)已知为圆:上的动点,点满足,记的轨迹为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
8(24-25高二上·江苏无锡·期末)已知直线:,圆:.
(1)若不经过第三象限,求的取值范围;
(2)当圆心到直线的距离最大时,求此时直线的方程.
9(24-25高二上·广东深圳·期末)已知的三个顶点分别是,,,求:
(1)线段AB的垂直平分线的方程;
(2)的外接圆的方程.
10(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)已知的三个顶点分别是.
(1)求的外接圆(为圆心)的标准方程:
(2)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.
【B组---提高题】
1(24-25高三上·安徽·期末)在平面直角坐标系中,已知点,第一象限内的一个动点满足,设动点的轨迹为曲线l,若l完全在一个正方形内,则正方形面积的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
2(24-25高二上·安徽·期中)古希腊数学家阿波罗尼奥斯与欧几里得、阿基米德齐名.他的著作《圆锥曲线论》是古代数学光辉的科学成果,阿氏圆(阿波罗尼斯圆)是其成果之一.在平面上给定相异两点A,B,设点P在同一平面上,且满足,当且时,点P的轨迹是圆,我们把这个轨迹称之为阿波罗尼斯圆.在中,,且,当面积取得最大值时,( )
A. B. C. D.
3(24-25高二上·江西九江·期末)在平面直角坐标系中,已知,,,的外接圆为圆,直线与圆相交于两点.
(1)求圆的标准方程;
(2)设直线的倾斜角分别为,求的值.
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第13讲 圆的方程
本讲义亮度:
1 构建知识体系 明确学习目标,深入浅出,力求打扎实基础;
2 例题经典 力求熟练掌握各常考题型,提高分析能力;
【题型一】 圆的标准方程
【题型二】 圆的一般方程
【题型三】 求圆的方程
【题型四】 求轨迹方程
【题型五】 圆的方程的运用
3 课后分层练习 进一步巩固所学内容.
1.理解圆的定义;
2.掌握圆的标准方程和一般方程;
3.会利用待定系数法或几何法求圆的方程;
4.理解曲线的轨迹方程的概念,会求简单曲线方程.
【题型一】 圆的标准方程
相关知识点讲解
1 圆的定义
平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆,定点为圆心,定长为圆的半径.
2 圆的标准方程
,称之为圆心为,半径为的圆的标准方程.
证明 在直角坐标系中,设圆上任意一点,由圆的定义可得,
由两点距离公式可得,
两边平方得 ,
若点在上,点的坐标满足方程;反过来,若点的坐标满足方程,就说明点在上.
【典题1】(24-25高二上·贵州黔东南·期末)若圆的圆心为,则点到直线的距离为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据圆的标准方程求出圆心坐标,再利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】因为圆,
所以圆心的坐标为
则圆心到直线的距离为.
故选:D.
变式练习
1(2025·河北保定·一模)已知O为坐标原点,圆,则( )
A.2 B.3 C. D.5
【答案】C
【分析】求出圆心坐标,再利用两点间距离公式计算得解.
【详解】圆的圆心,所以.
故选:C
2(24-25高二上·福建福州·期中)给定圆的方程,则过坐标原点和圆心的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可得圆心为,从而可得直线方程的斜率为-4,由直线的点斜式方程即可求解.
【详解】由圆的标准方程可知,圆心为,
则过坐标原点和圆心的直线方程的斜率为: ,
由直线的点斜式可得 ,即 .
故选:B.
【题型二】 圆的一般方程
相关知识点讲解
圆的一般方程
解释
(1) 圆的标准方程可变形为,
比如 圆变形为;
但形如的方程不一定能表示为圆,
比如 ,对其配方得,其中.
(2) 要满足什么条件方程才能表示圆呢?
证明 ,
对其左边进行配方得,
当时,它可以表示以为圆心,为半径的圆;
当时,方程只有一组实数解,它表示一个点;
当时,方程没有实数解,它不表示任何图形.
【典题1】(24-25高二上·湖北·期末)已知圆上的所有点都在第一象限,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将圆的一般方程化成标准方程,结合题意得到不等式组,解之即得.
【详解】由,配方得,
则该圆圆心为,半径为3,由题意可得解得,
故实数的取值范围是.
故选:A.
变式练习
1(24-25高三下·山西·期中)圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将圆的方程化为标准方程后可得所求.
【详解】将圆方程化为标准方程得,
所以圆心坐标为.
故选:D
2(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将方程化成,再利用条件,即可求解.
【详解】因为方程可变形为,
由题知,得到,
故选:C.
3(24-25高二上·河北廊坊·期中)若点在圆外,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意列出关于的不等式组即可求解.
【详解】若点在圆即圆外,
则,解得,
所以a的取值范围是.
故选:D.
【题型三】 求圆的方程
相关知识点讲解
待定系数法
先设后求.确定一个圆需要三个独立条件,若利用一般方程,需要求出;
直接法
直接把圆心和半径求出.要注意多利用圆的几何性质,如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置.
【典题1】(24-25高二上·海南·期末)已知圆过点,,且圆心在轴上,则圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据圆心在轴上,设出圆的方程,把点,的坐标代入圆的方程即可求出答案.
【详解】因为圆的圆心在轴上,所以设圆的方程为,
因为点,在圆上,所以,解得,
所以圆的方程是.
故选:B.
变式练习
1(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据圆上一点到圆心的距离即为半径,即可写出圆的方程.
【详解】圆心为的圆的方程为,
又因为原点在圆上,则,
所以.
故选:D.
2已知点,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用中点坐标公式求出圆心,利用两点间距离公式求出半径,从而得到圆的方程即可.
【详解】设中点为O,则,即,
设圆半径为r,则,
则以为直径的圆的方程为.
故选:B.
3(24-25高二上·湖南永州·期末)圆的圆心在轴上,且过,两点,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先根据已知条件设出圆心坐标及半径,再结合圆上两点的坐标得到方程组,解方程组即可求解.
【详解】因为圆的圆心在轴上,设圆的圆心为,半径为,
则圆的方程为,因为点、在圆上,
所以有,整理得:,
解得:,所以圆的方程为:.
故选:D
4(24-25高二上·河南洛阳·期中)已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设的外接圆方程为,代入三点坐标求出系数即可.
【详解】设的外接圆方程为,
因为,,,
所以,解得,
所以的外接圆方程为.
故选:D.
【题型四】 求轨迹方程
相关知识点讲解
曲线方程的理解
若动点的横坐标,纵坐标满足方程,则在直角坐标系中,动点的轨迹为由方程确定的曲线.
(2) 求轨迹方程的方法
① 代数法,建立动点的横、纵坐标的方程;
② 几何法,通过题中已知条件确定动点符合的几何图形,再求轨迹方程.
(3) 代数法求轨迹方程的一般步骤
① 设动点的坐标,
② 根据已知条件得到与动点相关的等量关系,进而得到关于的方程;
③ 化简方程得到动点的轨迹方程.
【典题1】(24-25高一下·浙江·期中)已知点、,点满足,记的轨迹为,下列说法正确的是( )
A.曲线的方程为 B.曲线的方程为
C.点的轨迹所围成的面积为 D.点的轨迹所围成的面积为
【答案】B
【分析】设点,由结合平面内两点间的距离公式化简可得曲线的方程,确定曲线的形状,结合圆的相关知识求解即可.
【详解】设点,由可得,
整理可得,故曲线的方程为,
所以,曲线是圆心为原点,半径为的圆,故点的轨迹所围成的面积为,
B对,ACD错.
故选:B.
变式练习
1(23-24高二上·河北唐山·期末)线段长度为4,其两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,则线段中点的轨迹所围成图形的面积为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】D
【分析】利用几何法直接求出轨迹方程,进而由圆的面积公式求解.
【详解】,设为线段中点,
,设,则,即.
则线段中点的轨迹是以坐标原点为圆心,2为半径的圆;
故线段中点的轨迹所围成图形的面积为.
故选:D
2(24-25高二下·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
【分析】由点到直线的距离公式求出点的轨迹可得.
【详解】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(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知点的坐标为,动点满足,为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆,从而的最大值为,得到答案.
【详解】点的坐标为,动点满足,
故点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆,
圆的方程为,
圆心与原点的距离为,
则的最大值为.
故选:B
4(2025·江西·模拟预测)已知点A,B是圆C:上的两个动点,O为原点,点A,B,O共线,点D为AB的中点,则点D的轨迹长度为( )
A. B.2π C. D.
【答案】C
【分析】根据D点的性质,求出轨迹方程,确定轨迹是一个新的圆,找到轨迹对应的圆心角度数,即可求出轨迹长度.
【详解】
由题意知,变形得,可知圆是以为圆心,以2为半径的圆,画出示意图,根据垂径定理可知,,则点的轨迹是以为圆心,以2为半径的圆的一部分.
如图,过原点作圆的切线切点分别为,连接.
易知,则,所以,同理可知可得,
当圆周角为时,圆心角为,则弧长轨迹.
故选:C.
【题型五】 圆的方程的运用
【典题1】(2025·河北·模拟预测)已知直线,直线,若与的交点为,且,则的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】A
【分析】通过直线方程求出两条直线所过的定点,再根据两直线垂直的条件判断两直线垂直,进而确定点的轨迹,最后结合点的位置求出的最小值.
【详解】可变形为由可得,则恒过定点,
同理可得恒过定点,且有,则,
此时的轨迹是以为直径的圆:.
因,由图知,当点在线段上时,的值最小,其最小值为.
故选:A.
【典题2】(24-25高二上·黑龙江·期末)已知,直线:与圆C:交于A,B两点.
(1)证明恒过定点,并求出原点到直线的最大距离;
(2)已知点在圆C上,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,最大距离
(2)
【分析】(1)将化为,令即可求出定点,当直线与定点和原点构成直线垂直时,原点到直线的距离最大,得到答案;
(2)根据的几何意义为点到的距离,结合与圆的位置关系,结合半径和圆心到得到答案.
【详解】(1)由直线:,
得,
联立,解得,
所以恒过定点,
设直线恒过定点为,
则当时,原点到直线的距离最大,最大距离为.
(2)点在圆C上,的几何意义为点到的距离,
因为圆C:,即,圆心,
又因为,所以在圆内,
所以到的距离的最大值为,
到的距离的最大值为
所以,
所以的取值范围为.
变式练习
1(24-25高三下·湖南邵阳·阶段练习)由曲线围成的图形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由对称性,确定,时的面积即可求解.
【详解】解:当,时,可得,
,表示的图形占整个图形的,
而,表示的图形为一个等腰直角三角形和一个半圆,
∴
故围成的图形的面积为:
故选:A
2(2025高三·全国·专题练习)设,为圆:的直径,则等于( )
A.4 B.21 C.25 D.29
【答案】B
【分析】利用向量的线性运算将数量积转化成与的长度关系再求解.
【详解】由圆,得圆心的坐标为,半径为2,
所以.
故选:B.
3(2025·新疆·模拟预测)已知,动圆经过原点,且圆心在直线上.当直线的斜率取最大值时,动圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆心直线上可得,即可根据基本不等式求解的最值,即可得斜率的最值,根据不等式取等条件可得圆的半径.
【详解】由于经过原点,所以,
圆心在直线上,所以,
故,
当且仅当,即时等号成立,
故,当且仅当时等号成立,
故,
因此圆的面积为,
故选:C
4(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)已知A,B是圆O: 上的两点,且A,B,O(O为坐标原点)三点共线,点,则·=( )
A.1 B.3 C.21 D.25
【答案】C
【分析】设,则,,然后由数量积坐标表示可得答案.
【详解】设,因A,B,O(O为坐标原点)三点共线,则,.
又,则·,
.
故选:C
5(24-25高二下·湖北·阶段练习)在平面直角坐标系中,曲线与x轴交于不同的两点A,B,曲线与y轴交于点C.
(1)是否存在以线段AB为直径的圆过点C?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由;
(2)试确定:过A,B,C三点的圆是否过定点.
【答案】(1)存在,
(2)过定点或
【分析】(1)令,得,根据结合韦达定理得到,得到半径和圆心,得到圆方程.
(2)设过A,B,C的圆P的方程为列出方程组利用圆系方程,推出圆P方程恒过定点即可.
【详解】(1)由曲线,令,得,
设,则可得,,.
令,得,即.若存在以AB为直径的圆过点C,
则,得,即,
所以或.由,得或,所以,
此时,AB的中点即圆心,半径,
故所求圆的方程为.
(2)设过A,B,C的圆P的方程为,
满足,
代入P得,
展开得,
当,即或时方程恒成立,
所以圆P方程恒过定点或.
【A组---基础题】
1(2025·浙江台州·二模)已知圆M:,则圆心坐标和半径分别为( )
A.,4 B.,4 C.,2 D.,2
【答案】D
【分析】利用给定圆的方程直接求出圆心坐标及半径即得.
【详解】圆的圆心坐标为,半径为.
故选:D
2(24-25高二上·江苏泰州·期末)圆的圆心为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将圆的方程化为标准式,即可得圆心.
【详解】由的标准式为,故圆心为.
故选:A
3(24-25高二上·北京昌平·期末)以,为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用圆的标准方程待定系数计算即可.
【详解】易知该圆圆心为的中点,半径,
所以该圆方程为:.
故选:D.
4(24-25高二上·重庆·期末)方程所表示的图形是( )
A.一个圆 B.一个半圆 C.两个圆 D.两个半圆
【答案】D
【分析】根据和,平方化简可得圆的方程,即可求解.
【详解】由于,故或,
当时,则,平方可得,表示圆心为半径为2的右半圆,
当时,则,平方可得,表示圆心为半径为2的左半圆,
故选:D
5(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知点到两个定点的距离之比为2,则满足的关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,结合两点间距离公式列出方程,再化简可得答案.
【详解】由得,
整理得.
故选:C.
6(2025·北京西城·一模)在平面直角坐标系中,若从点发出的光线经过点,且被轴反射后将圆平分,则实数( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】点关于轴的对称点为,分析可知,点、、圆心三点共线,结合可求得的值.
【详解】如下图所示:
点关于轴的对称点为,
由对称性可知,点、、圆心三点共线,则,即,解得.
故选:A.
7(24-25高二上·广西·期中)已知为圆:上的动点,点满足,记的轨迹为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设,根据得到,代入圆中,得到轨迹方程.
【详解】设,因为,所以,
又在圆:上,
故,即的方程为.
故选:C
8(24-25高二上·江苏无锡·期末)已知直线:,圆:.
(1)若不经过第三象限,求的取值范围;
(2)当圆心到直线的距离最大时,求此时直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)化直线的方程为斜截式,再由已知列出不等式求解.
(2)求出圆的圆心及直线所过的定点,借助几何意义确定圆心到直线的距离最大的条件,进而求出直线方程.
【详解】(1)直线:化为,
由不经过第三象限,得,解得,
所以的取值范围是.
(2)圆:的圆心,直线:恒过定点,
当且仅当时,点到直线的距离最大,此时直线的斜率,
直线的斜率,直线的方程.
9(24-25高二上·广东深圳·期末)已知的三个顶点分别是,,,求:
(1)线段AB的垂直平分线的方程;
(2)的外接圆的方程.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)求出AB中点的坐标与直线AB的斜率,然后根据垂直平分线的性质算出AB的垂直平分线的方程;
(2)设出的外接圆的一般式方程,根据A、B、C的坐标求出D、E、F,即可得到的外接圆的方程.
【详解】(1)根据题意,可得,所以AB的垂直平分线的斜率,
结合AB的中点为,可得AB的垂直平分线方程为,即;
(2)设的外接圆的方程为,
根据题意,可得,解得,
所以的外接圆的方程为
10(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)已知的三个顶点分别是.
(1)求的外接圆(为圆心)的标准方程:
(2)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.
【答案】(1)
(2),轨迹是以为圆心,半径为的圆.
【分析】(1)利用待定系数法求解圆的方程即可.
(2)根据题干设的坐标是,点的坐标是,再由,
列出方程代入即可求得轨迹方程.
【详解】(1)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
(2)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.
【B组---提高题】
1(24-25高三上·安徽·期末)在平面直角坐标系中,已知点,第一象限内的一个动点满足,设动点的轨迹为曲线l,若l完全在一个正方形内,则正方形面积的最小值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】A
【分析】结合题意求出动点的轨迹方程,再讨论边界情况,进而求出正方形最小边长,再得到最小面积即可.
【详解】设,由两点间距离公式得,
,因为,所以,
同时平方得,即,
故,得到,
配方得,即,
故是以为圆心,为半径的圆的一部分,
令,解得(负根舍去),令,解得(负根舍去),
若l完全在一个正方形内,则该轨迹两端点的连线为正方形的对角线,
此时由勾股定理得正方形的对角线为,边长为,
得到正方形面积的最小值,故A正确.
故选:A
2(24-25高二上·安徽·期中)古希腊数学家阿波罗尼奥斯与欧几里得、阿基米德齐名.他的著作《圆锥曲线论》是古代数学光辉的科学成果,阿氏圆(阿波罗尼斯圆)是其成果之一.在平面上给定相异两点A,B,设点P在同一平面上,且满足,当且时,点P的轨迹是圆,我们把这个轨迹称之为阿波罗尼斯圆.在中,,且,当面积取得最大值时,( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,根据得到轨迹方程,并得到,表达出,当时,面积最大,求出,,由余弦定理得到答案.
【详解】由题意设,,,
由得:,
化简得,故,
∵,∴当时,面积最大,
此时不妨设,则,.
∴.
故选:D.
3(24-25高二上·江西九江·期末)在平面直角坐标系中,已知,,,的外接圆为圆,直线与圆相交于两点.
(1)求圆的标准方程;
(2)设直线的倾斜角分别为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,利用待定系数法,求出圆的一般方程,再转化成标准方程,即可求解;
(2)先求圆心到直线的距离,数形结合求得,再利用倍角公式,即可求解.
【详解】(1)设圆的一般方程为,
则解得
所以圆的一般方程为,故圆的标准方程为.
(2)如图,点到直线的距离,
又圆的半径,所以,
所以.
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