内容正文:
第09讲:圆的方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 圆的标准方程
(1)条件:圆心为C(a,b),半径长为r.
(2)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2.
(3)特例:圆心为坐标原点,半径长为r的圆的方程是x2+y2=r2.
知识点二 圆的一般方程
1.圆的一般方程
当D2+E2-4F>0时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0称为圆的一般方程.
2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示的图形
条件
图形
D2+E2-4F<0
不表示任何图形
D2+E2-4F=0
表示一个点
D2+E2-4F>0
表示以为圆心,以为半径的圆
知识点三 点与圆的位置关系
点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断方法
位置关系
利用距离判断
利用方程判断
点M在圆上
|CM|=r
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
点M在圆外
|CM|>r
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
点M在圆内
|CM|<r
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
【例题详解】
题型一、求圆的标准方程
1.(24-25高二下·河南南阳·期末)已知点,,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·上海·期末)已知点、、,则外接圆的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三下·海南·阶段练习)圆心在直线上,并且与轴相切于点的圆的标准方程为 .
题型二、圆的一般方程的求圆心与半径
4.(24-25高二下·甘肃兰州·期末)若圆关于直线对称,则直线一定过点( )
A. B. C. D.
5.(2025·辽宁葫芦岛·一模)(多选)已知圆的圆心到直线与距离为,则实数的值为( )
A. B. C.14 D.
6.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)若圆的半径为2,则 .
题型三、求圆的一般方程
7.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知、,则以为直径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·江苏淮安·期中)(多选)已知三点下列结论正确的是( )
A.AB的距离为
B.直线BC的一般式方程为
C.以BC为直径的圆方程为
D.外接圆的方程为
9.(24-25高二上·北京房山·期中)已知点,,,在同一个圆上,则这个圆的方程为 .
题型四、圆的定点问题
10.(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 .
11.(21-22高二上·浙江温州·期中)点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( )
A.和 B.和 C.和 D.和故选:D.
12.(已知曲线:.
(1)当取何值时,方程表示圆?
(2)求证:不论为何值,曲线必过两定点.
(3)当曲线表示圆时,求圆面积最小时的值.
题型五、点与圆的位置关系
13.(24-25高二上·浙江·期中)已知圆,其中,下列各点中一定在圆C内的是( )
A. B. C. D.
14.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知是方程的两个不等实数根,则点与圆 的位置关系是( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆外 D.无法确定
15.(24-25高二上·安徽·期末)已知点在圆的外部,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型六、求动点的轨迹方程
16.(24-25高二下·云南昭通·期末)已知,,动点M与点A的距离是它与点B的距离的倍,则点M的轨迹方程为 .
17.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知向量,满足,则动点的轨迹方程是 .
18.(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 .
题型七、圆的方程综合问题
19.(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知点,若点满足,则点到直线 的距离的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
20.(24-25高二上·福建三明·期末)已知点是坐标原点,点是圆上的动点,当动点在直线上运动时,的最小值为( )
A. B. C. D.
21.(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.
【专项训练】
一、单选题
1.(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.
2.(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)已知圆关于直线对称,则实数( )
A.4 B.5 C.6 D.8
3.(24-25高二上·安徽·期末)已知圆,则圆的圆心到坐标原点的距离为( )
A.1 B. C. D.
4(21-22高二上·安徽·阶段练习)若圆过坐标原点,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.2或1 D.-2或-1
5.(2025·四川绵阳·模拟预测)“或”是“定点在圆的外部”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.(24-25高一下·重庆·期末)若方程表示圆,且圆心位于第四象限,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·福建福州·期中)已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
8.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)点可以向圆引两条切线,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(2025·广东惠州·模拟预测)已知圆,直线:,若圆上恰有三个点到直线的距离等于1,则b的值为( )
A.0 B.±1 C. D.
10.(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.
二、多选题
11.(24-25高三下·全国·开学考试)已知圆经过点和,且圆被轴,轴截得的弦长相等,则圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
12.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知实数满足圆的方程,则( )
A.圆心,半径为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最大值为
三、填空题
13.(24-25高二下·上海普陀·期中)设,若圆的半径为2,则的值为 ;
14.(24-25高二上·四川绵阳·期末)已知直线:平分圆:的周长,则实数 .
15.(24-25高二上·辽宁·期中)已知点,点B,C是直线与圆的交点,则经过点A,B,C的圆的方程是 .
16.(21-22高三下·上海闵行·期中)点是直线上的动点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点
17.(24-25高三下·陕西西安·阶段练习)已知点,的方程为,P,Q为上的动点,满足,则PQ中点的轨迹方程为 .
18.(24-25高二上·青海西宁·期中)已知圆是圆上一动点,点为线段的中点,则动点的轨迹方程为 .
19.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知圆上一点,则的最大值为 .
20.(24-25高三上·江西宜春·阶段练习)若分别为圆,与圆上的动点,为直线上的动点,则的最小值为 .
四、解答题
21.(24-25高二上·全国·课后作业)已知圆过两点且圆关于直线对称,求的的方程.
22.(24-25高二上·北京·期中)已知圆上三点坐标分别为.
(1)求该圆的一般方程;
(2)求弦BC垂直平分线的方程;
(3)求的面积.
23.(24-25高二上·江西上饶·期末)已知,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)求的最小值和最大值.
24.(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.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
第09讲:圆的方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 圆的标准方程
(1)条件:圆心为C(a,b),半径长为r.
(2)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2.
(3)特例:圆心为坐标原点,半径长为r的圆的方程是x2+y2=r2.
知识点二 圆的一般方程
1.圆的一般方程
当D2+E2-4F>0时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0称为圆的一般方程.
2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示的图形
条件
图形
D2+E2-4F<0
不表示任何图形
D2+E2-4F=0
表示一个点
D2+E2-4F>0
表示以为圆心,以为半径的圆
知识点三 点与圆的位置关系
点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断方法
位置关系
利用距离判断
利用方程判断
点M在圆上
|CM|=r
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
点M在圆外
|CM|>r
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
点M在圆内
|CM|<r
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
【例题详解】
题型一、求圆的标准方程
1.(24-25高二下·河南南阳·期末)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得圆心的坐标,利用两点间距离公式求得圆半径,由此可确定圆的方程.
【详解】根据题意,以为直径的圆的圆心为中点,半径为,
所以圆的方程为.
故选:B.
2.(24-25高二上·上海·期末)已知点、、,则外接圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设外接圆的方程为,将三个顶点代入圆的方程,求出、、的值,即可得出所求圆的方程.
【详解】设外接圆的方程为,
由题意可得,解得,
因此,外接圆的方程是.
故选:B.
3.(24-25高三下·海南·阶段练习)圆心在直线上,并且与轴相切于点的圆的标准方程为 .
【答案】
【分析】根据直线交点得出圆心,再结合圆心及切线得出半径,最后应用圆的标准方程即可求解.
【详解】由题设可知圆为直线与的交点,其半径为3,
故圆标准方程为.
故答案为:.
题型二、圆的一般方程的求圆心与半径
4.(24-25高二下·甘肃兰州·期末)若圆关于直线对称,则直线一定过点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由圆的对称轴过圆心,可求得结论.
【详解】把圆的方程化为标准方程为,
所以圆的圆心的坐标为,
因为圆关于直线对称,则直线一定过圆心.
故选:A.
5.(2025·辽宁葫芦岛·一模)(多选)已知圆的圆心到直线与距离为,则实数的值为( )
A. B. C.14 D.
【答案】AC
【分析】根据圆心到直线的距离可以列出关于方程,再解方程即可得到的取值.
【详解】因为圆的方程为,所以圆心为,
又因为点到直线的距离为,
所以,解得或.
故选:.
6.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)若圆的半径为2,则 .
【答案】1
【分析】将圆的方程配方后,结合题意列出方程,求解即得.
【详解】由经配方,可得:,
因圆的半径为2,故,解得.
故答案为:1.
题型三、求圆的一般方程
7.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知、,则以为直径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出的中点和可得以为直径的圆的圆心坐标和半径,进而得所求圆的标准方程,再将其转化为一般方程即可得解.
【详解】已知、,则中点坐标为即.
,
所以以为直径的圆的圆心为,半径为.
所以圆的标准方程为,展开可得,
整理得.
故选:B.
8.(24-25高二上·江苏淮安·期中)(多选)已知三点下列结论正确的是( )
A.AB的距离为
B.直线BC的一般式方程为
C.以BC为直径的圆方程为
D.外接圆的方程为
【答案】BCD
【分析】根据两点间的距离坐标公式以及直线方程、圆的标准方程、待定系数法求解圆的一般方程即可得出结论.
【详解】由题意知,AB的距离为,故A错误;
直线BC的方程为,即,故B正确;
以BC为直径的圆,圆心为,半径为,
所以圆的方程为,
即,故C正确;
设外接圆的方程为,
代入三点坐标得,
,解得
,
所以外接圆的方程为,故D正确.
故选:BCD.
9.(24-25高二上·北京房山·期中)已知点,,,在同一个圆上,则这个圆的方程为 .
【答案】
【分析】设圆的一般方程,利用待定系数法即可求得答案.
【详解】设圆的方程为,
将点,,代入得,
解得,满足,则,
将代入也适合,
故所求圆的方程为,
故答案为:
题型四、圆的定点问题
10.(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
【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.
11.(21-22高二上·浙江温州·期中)点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( )
A.和 B.和 C.和 D.和
【答案】D
【分析】设点,求出以为直径的圆的方程,并将圆的方程变形,可求得定点坐标.
【详解】设点,则线段的中点为,
圆的半径为,
所以,以为直径为圆的方程为,
即,即,
由,解得或,
因此,以为直径的圆经过定点坐标为、.
故选:D.
12.已知曲线:.
(1)当取何值时,方程表示圆?
(2)求证:不论为何值,曲线必过两定点.
(3)当曲线表示圆时,求圆面积最小时的值.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3).
【分析】(1)当时,可知方程表示直线;当时,化简整理已知方程,可知满足圆的方程;
(2)将已知方程整理为,从而可得方程组,解方程组求得两定点坐标,结论可证得;
(3)根据(2)的结论,可知以为直径的圆面积最小,从而得到圆的方程,与已知方程对应相等可构造方程组,解方程组求得结果.
【详解】解:(1)当时,方程为表示一条直线.
当时,,
整理得,
由于,
所以时方程表示圆.
(2)证明:方程变形为.
由于取任何值,上式都成立,则有.
解得或
所以曲线必过定点,,
即无论为何值,曲线必过两定点.
(3)由(2)知曲线过定点A,,在这些圆中,以为直径的圆的面积最小(其余不以为直径的圆的直径大于的长,圆的面积也大),
从而以为直径的圆的方程为,
所以,解得.
题型五、点与圆的位置关系
13.(24-25高二上·浙江·期中)已知圆,其中,下列各点中一定在圆C内的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用代入验证法确定正确答案.
【详解】由圆,可知,即,
,A选项正确,
,不一定小于0,B选项错误,
,不一定小于0,C选项错误,
,不一定小于0,D选项错误.
故选:A
14.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知是方程的两个不等实数根,则点与圆 的位置关系是( )
A.点在圆内 B.点在圆上
C.点在圆外 D.无法确定
【答案】C
【分析】先由根与系数的关系找到所满足的条件,再判断点与圆的位置关系.
【详解】因为是方程的两个不等实数根,且.
所以,.
所以点在圆外.
故选:C.
15.(24-25高二上·安徽·期末)已知点在圆的外部,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据圆的方程及点在圆外有且,即可求参数范围.
【详解】由题设,圆,则①,
由点在圆外,则有②,
联立①②得:或
所以实数m的取值范围为
故选:C
题型六、求动点的轨迹方程
16.(24-25高二下·云南昭通·期末)已知,,动点M与点A的距离是它与点B的距离的倍,则点M的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设点的坐标,利用两点之间的距离公式列出等式化简即可.
【详解】设点的坐标为,因为,,,
所以,化简得,
即.
故答案为:.
17.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知向量,满足,则动点的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】先计算出,利用向量垂直得到方程,求出轨迹方程.
【详解】,
,故,
即,
故答案为:
18.(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】
【分析】设点,当不重合时,根据圆的几何性质,利用垂直建立方程求解即可得解,当重合时,代入检验即可.
【详解】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:
题型七、圆的方程综合问题
19.(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知点,若点满足,则点到直线 的距离的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】先根据可得点的轨迹方程为,又直线过定点,故最大距离为圆心到定点的距离与半径的和,进而可得.
【详解】令,由,可得,
可得点的轨迹方程为,其中圆心,半径为2.
而直线过定点,
故距离的最大值为.
故选:D
20.(24-25高二上·福建三明·期末)已知点是坐标原点,点是圆上的动点,当动点在直线上运动时,的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出原点关于直线的对称点的坐标,可得出,进而可得出,再结合圆的几何性质可求得的最小值.
【详解】圆的圆心为,半径为,如下图所示:
设原点关于直线的对称点为,
而直线的斜率为,且线段的中点在直线上,
由题意可得,解得,即点,
由对称性可得,
所以,,
当且仅当、分别为线段与圆、直线的交点时,
上述不等式中的两个等号同时成立,故取最小值.
故选:B.
21.(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.
【专项训练】
一、单选题
1.(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
2.(24-25高二下·安徽铜陵·阶段练习)已知圆关于直线对称,则实数( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】C
【分析】利用圆的对称性及一般式求出圆心坐标,代入直线方程求参数即可.
【详解】由,即,
由题意可知圆心在直线上,代入得.
故选:C
3.(24-25高二上·安徽·期末)已知圆,则圆的圆心到坐标原点的距离为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】首先转化为圆的标准方程,求圆心,再求两点间距离.
【详解】根据题意,圆可化为,
所以圆的圆心为,所以圆心到坐标原点的距离为.
故选:B
4(21-22高二上·安徽·阶段练习)若圆过坐标原点,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.2或1 D.-2或-1
【答案】A
【分析】把坐标代入圆方程求解.注意检验,方程表示圆.
【详解】将代入圆方程,得,解得或2,当时,,舍去,所以.
故选:A.
5.(2025·四川绵阳·模拟预测)“或”是“定点在圆的外部”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
【分析】由定点在圆的外部得,求得k的取值范围,结合充分,必要条件的意义可得结论.
【详解】定点在圆的外部,
,化简得,
k的取值范围:或,
所以或”是“定点在圆的外部”的必要不充分条件.
故选:B.
6.(24-25高一下·重庆·期末)若方程表示圆,且圆心位于第四象限,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将方程化成,再利用条件列不等式求解即可.
【详解】因为方程可变形为,
由题知,解得,实数的取值范围是.
故选:C
7.(24-25高二上·福建福州·期中)已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
【答案】B
【分析】根据二元二次方程表示圆及点在圆外列不等式求参数范围即可.
【详解】圆的方程可化为,则,可得,
又点在圆外,则,可得,
所以.
故选:B
8.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)点可以向圆引两条切线,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由方程表示圆及点在圆外构造不等式求解即可;
【详解】由题意可知:表示圆,
可得:,
解得:,
又在圆外,所以,得:,
所以k的取值范围为,
故选:C
9.(2025·广东惠州·模拟预测)已知圆,直线:,若圆上恰有三个点到直线的距离等于1,则b的值为( )
A.0 B.±1 C. D.
【答案】C
【分析】先根据圆的方程得出圆心坐标和半径;再根据题意分析得出圆心O到直线:的距离d为1;最后利用点到直线距离公式等式求解即可.
【详解】圆的圆心坐标是,半径为2.
因为圆上恰有三个点到直线距离等于1,
所以圆心O到直线:的距离d为1,即,得.
故选:C.
10.(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
【分析】根据中点坐标公式求出、、三点坐标,再由待定系数法求出圆的一般方程,化为标准方程即可.
【详解】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.
二、多选题
11.(24-25高三下·全国·开学考试)已知圆经过点和,且圆被轴,轴截得的弦长相等,则圆的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】设圆心为,由题意列出相应方程,求出圆心坐标和半径,即得答案.
【详解】设圆心为,由题意可得,且,
解得或
则,即圆方程为或,
故选:BC
12.(24-25高二上·安徽黄山·期末)已知实数满足圆的方程,则( )
A.圆心,半径为 B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】BC
【分析】由圆的标准方程判断圆心与半径知A错误;用y表示x并利用可求得x的范围判断B;将转化为圆上点到定点的距离,利用几何意义进行求解可判断C;利用圆的方程将转化为一元二次函数,再利用二次函数的性质求最大值判断D.
【详解】表示圆心为,半径为的圆,A错误;
,解得,即的最大值为,B正确;
表示圆上点到定点的距离,圆心到定点的距离为,圆上点到定点的距离的最大值为,C正确;
由得,代入得,,因为函数在上单调递增,所以的最大值为,D错误.
故选:BC
三、填空题
13.(24-25高二下·上海普陀·期中)设,若圆的半径为2,则的值为 ;
【答案】
【分析】根据给定条件,求出圆的半径列式求解.
【详解】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:
14.(24-25高二上·四川绵阳·期末)已知直线:平分圆:的周长,则实数 .
【答案】
【分析】根据直线和圆的位置关系列方程,从而求得的值.
【详解】圆:的圆心为,
由于直线平分圆的周长,
所以直线过圆心,
即.
故答案为:
15.(24-25高二上·辽宁·期中)已知点,点B,C是直线与圆的交点,则经过点A,B,C的圆的方程是 .
【答案】
【分析】由题设圆的方程为:,代入,即可求得方程.
【详解】因点B,C是直线与圆的交点,
则设过B,C的圆的方程为:,代入,
则,则过过点A,B,C的圆的方程是:
.
故答案为:
16.(21-22高三下·上海闵行·期中)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
【分析】过点作垂直于直线,垂足为,则以为直径的圆过定点和,求出直线的方程,联立两直线方程,求出交点坐标,即可得解.
【详解】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
17.(24-25高三下·陕西西安·阶段练习)已知点,的方程为,P,Q为上的动点,满足,则PQ中点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设线段的中点为,则,由得,代入即可求解.
【详解】由题意设线段的中点为,由有,
连接MB,则,故,得,
又因为,
所以,化简整理有.
故答案为:.
18.(24-25高二上·青海西宁·期中)已知圆是圆上一动点,点为线段的中点,则动点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】令,由题设得,代入已知圆方程整理即可得动点M的轨迹方程;
【详解】设,
M为线段的中点,,
而A是圆C上一动点,
故,
整理得:,
即,
故动点M的轨迹方程为.
故答案为:
19.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知圆上一点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】记原点为,易知原点在圆上,结合距离的几何意义与圆的几何性质可求得的最大值.
【详解】记原点为,易知原点在圆上,则,
故的最大值为圆的直径,故的最大值为.
故答案为:.
20.(24-25高三上·江西宜春·阶段练习)若分别为圆,与圆上的动点,为直线上的动点,则的最小值为 .
【答案】9
【分析】根据给定条件,求出点与直线上的点距离和的最小值,再减去两圆半径和即可.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
设点关于直线的对称点为,连接,如图:
则,解得,即,
,则
,当且仅当是与直线的交点,
且分别是线段与圆的交点时取等号,
所以的最小值为9.
故答案为:9
四、解答题
21.(24-25高二上·全国·课后作业)已知圆过两点且圆关于直线对称,求的的方程.
【答案】
【分析】根据对称性可得圆心在直线上,再由一般方程代入点解方程组可得结果.
【详解】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.
22.(24-25高二上·北京·期中)已知圆上三点坐标分别为.
(1)求该圆的一般方程;
(2)求弦BC垂直平分线的方程;
(3)求的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)5
【分析】(1)设圆的一般方程为,将圆上三点坐标代入方程,得到一个三元一次方程组,解方程组即可求出、、的值.
(2)先求出弦中点坐标,再根据两直线垂直斜率之积为求出垂直平分线的斜率,最后利用点斜式求出直线方程.
(3)可先求出的长度,再求出点到直线的距离,根据三角形面积公式计算.
【详解】(1)设圆的一般方程为.
将,,分别代入方程可得:
解得,,.
所以圆的一般方程为.
(2)先求中点坐标,,,中点坐标为.,则弦垂直平分线的斜率为.
根据点斜式可得弦垂直平分线的方程为,即.
(3).
直线的方程为,即.
点到直线的距离.
所以的面积.
23.(24-25高二上·江西上饶·期末)已知,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)求的最小值和最大值.
【答案】(1)
(2)最小值是,最大值是
【分析】(1)设,由,整理可得;
(2)由圆心,半径是2,先判断即在圆外,故的最小值为,最大值为.
【详解】(1)
设动点,则,
即,整理得,
故动点的轨迹的方程为,该轨迹是以为圆心,以为半径的圆.
(2)
由(1)可知:,半径是2,圆心.
因,故在圆外,
故的最小值是,最大值是.
24.(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.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$