内容正文:
专题2.4 圆的方程 高中数学辅导资料
专题2.4 圆的方程
一、知识归纳:
1.圆的定义
平面内到一定点的距离等于 的点的集合是圆,其中定点是 ,定长是圆的 .
2.圆的标准方程
圆的标准方程是 (其中),圆心的坐标是 ,半径是 .
3.圆的一般方程
当 时,二元二次方程叫做圆的一般方程.
其中圆心为 ,圆的半径为 .
4.点与圆的位置关系
圆,其圆心为,半径为,点,
设.
位置关系
几何法(利用距离判断)
代数法(利用方程判断)
点在圆外
点在圆上
点在圆内
5.如图,圆外一点到圆上任意一点距离的最小值 ,最大值 .
自检自纠:1.定长,圆心,半径 2.,,r
3.,, 4.,,,, 5.,
二、分层检测:
A.基础检测
(限时30分钟,满分73分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.以点为圆心,半径为2的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由圆的标准方程,以为圆心,2为半径的圆的标准方程为.故选:B.
2.过点,,三点的圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】依题意设圆的方程为,则,解得,所以圆的方程为,即.故选:D
3.圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】圆的圆心为,半径为,关于直线的对称点是,
所以圆的圆心是,半径是,所以圆的方程为.故选:D
4.已知圆的方程圆心坐标为,则圆的半径为( )
A.2 B.4 C.10 D.3
【答案】B
【详解】化简得,由题得,所以圆的半径为,所以.故选B
5.过点、且圆心在直线上的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设圆心为,由可得,
整理可得,解得,所以圆心,所求圆的半径为,因此,所求圆的标准方程为.故选:A.
6.圆心在y轴上且过点(3,1)的圆与x轴相切,则该圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设所求圆的圆心为,半径为r,则,∴圆的标准方程为;∵点(3,1)在圆上, ∴,解得,∴圆的标准方程为.
7.若点在圆外,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】若点在圆即圆外,则,解得,所以a的取值范围是.故选:D.
8.已知点P(x,y)在圆C:x2+y2-6x-6y+14=0上,则x+y的最大值与最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令z= x+y,则y=-x+z,圆C:x2+y2-6x-6y+14=0的标准方程是:
当直线与圆相切: 解得z=.故选A
二、多选题(每小题6分,共18分)
9.已知圆的方程是,则下列坐标表示点在圆外的有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】选项A中在圆外;选项B中在圆内;选项C中在圆内;选项D中在圆外.故选:AD.
10.已知圆的一般方程为,则( )
A.该圆圆心坐标为 B.该圆圆心坐标为 C.该圆半径为5 D.该圆半径为
【答案】BD
【详解】圆转化为,其圆心坐标为,半径为.
故选:BD.
11.已知方程,下列叙述正确的是( )
A.方程表示的是圆. B.当时,方程表示过原点的圆.
C.方程表示的圆的圆心在轴上. D.方程表示的圆的圆心在轴上.
【答案】BC
【详解】由得:;对于A,若,即,则方程不表示圆,A错误;对于B,当时,方程为,则方程表示以为圆心,半径为的圆,此圆经过原点,B正确;对于CD,若方程表示圆,则该圆圆心为,半径为,则圆心在轴上,不在轴上,C正确,D错误.故选:BC.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12.圆的周长为 .(结果保留)
【答案】
【详解】方程即为,故圆的半径为,故其周长为,故答案为.
13.已知方程表示圆,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】方程可化为:,因为方程表示圆,
所以 ,解得 ,故答案为:
14.已知动点到点的距离是到点的距离的2倍,则动点的轨迹所围成图形的面积为 .
【答案】
【详解】设,由题意,则,平方化简得,即的轨迹是半径为4 的圆,所围成图形面积为.故答案为:.
B.能力检测
(限时30分钟,满分73分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】圆的圆心为,到直线的距离为.
故选:B
2.已知直线和圆,则圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由圆方程得:,圆心,半径;设圆心关于的对称点,则,解得:,即,圆关于直线对称的圆的方程为.故选:C.
3.设为圆上一点,则点到直线距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】圆,圆心,半径3,圆心到直线距离,所以点到直线距离的最短为0,最长为,故选:B.
4.已知圆与圆为同心圆,且圆的半径为圆半径的2倍,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题可知圆的圆心为,半径为2,又圆与圆为同心圆,半径为4,所以,解得.故选:A.
5.已知直角梯形,且,,,,则过其中三点的圆的方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对于A,,的坐标都不满足圆的方程,即圆不可能过四个点中的三个点,故A不符合题意;对于B,,的坐标都不满足圆的方程,
即圆不可能过四个点中的三个点,故B不符合题意;对于C,,,的坐标都满足圆的方程,的坐标不满足圆的方程,即圆过四个点中的三个点,故C符合题意;对于D,,的坐标都不满足圆的方程,即圆不可能过四个点中的三个点,故D不符合题意.
故选:C.
6.点为圆上任意一点,直线过定点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】整理直线方程得:,由得:,,由圆的方程知圆心,半径,.故选:D.
7.阿波罗尼斯(公元前262年—公元前190年),古希腊人,与阿基米德、欧几里得一起被誉为古希腊三大数学家.阿波罗尼斯研究了众多平面轨迹问题,其中阿波罗尼斯圆是他的论著中的一个著名问题:已知平面上两点A,B,则所有满足(且)的点P的轨迹是一个圆.已知平面内的两个相异定点,,动点M满足,记M的轨迹为C,则轨迹C围成图形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,则,,由得,整理可得.所以,点M的轨迹为以为圆心,为半径的圆.所以,轨迹C围成图形的面积是.故选:D.
8.已知点,且点在圆上,为圆心,则下列说法错误的是( )
A.的最小值为 B.当最大时,的面积为2
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】B
【详解】如图,当为线段与圆的交点时,即时,此时取得最小值为,故A正确;由题知点在圆内,当与圆相切时,最大,此时与重合,此时,故B错误;因为点在圆上,为圆心,则,所以当最大时,也最大,当,,三点共线,且在,之间时,其最大值为,故C正确;当为射线与圆的交点时,取得最大值,故D正确.故选:B.
二、多选题(每小题6分,共18分)
9.已知圆和轴相切,圆心在直线上,且被直线截得的弦长为,则圆的方程( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】设所求圆的方程为 ,则圆心到直线的距离为, 所以,即. 因为所求圆与轴相切,所以 又因为所求圆的圆心在直线上,所以,所以 或 ,故所求圆的方程为 或.故选:BD
10.已知分别为圆与圆上的动点,为轴上的动点,则的值可能是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】CD
【详解】圆关于轴对称的圆为圆,圆的圆心,半径为1,圆的圆心,半径为2;则的最小值为,
故,故选:CD.
11.设圆,则下列命题正确的是( )
A.所有圆的面积都是 B.存在,使得圆C过点
C.经过点的圆C有且只有一个 D.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
【答案】AD
【详解】对于A,由于每个圆的半径都是,故面积都是,A正确;对于B,由于,故圆C必定不过,B错误;对于C,对和,均有,故,即圆C经过点,C错误;对于D,圆心始终在直线上,D正确.故选:AD.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12.若点在圆内,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意得点在圆内,,解得,所以实数的取值范围为.
故答案为:
13.圆心为两直线和的交点,且与直线相切的圆的标准方程是 .
【答案】
【详解】联立方程组解之得,∵圆与直线相切,∴圆的半径.故答案为
14.已知圆与轴相切于点,与轴正半轴交于两点,,,则圆的方程为 .
【答案】
【详解】连接,因为,所以圆心角, 是等边三角形,作于,所以是的中点,因为圆与轴相切于点,所以,所以,所以,所以圆的方程为.故答案为:.
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专题2.4 圆的方程
一、知识归纳:
1.圆的定义
平面内到一定点的距离等于 的点的集合是圆,其中定点是 ,定长是圆的 .
2.圆的标准方程
圆的标准方程是 (其中),圆心的坐标是 ,半径是 .
3.圆的一般方程
当 时,二元二次方程叫做圆的一般方程.
其中圆心为 ,圆的半径为 .
4.点与圆的位置关系
圆,其圆心为,半径为,点,
设.
位置关系
几何法(利用距离判断)
代数法(利用方程判断)
点在圆外
点在圆上
点在圆内
5.如图,圆外一点到圆上任意一点距离的最小值 ,最大值 .
自检自纠:1.定长,圆心,半径 2.,,r
3.,, 4.,,,, 5.,
二、分层检测:
A.基础检测
(限时30分钟,满分73分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.以点为圆心,半径为2的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
2.过点,,三点的圆的方程为( )
A. B. C. D.
3.圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B. C. D.
4.已知圆的方程圆心坐标为,则圆的半径为( )
A.2 B.4 C.10 D.3
5.过点、且圆心在直线上的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
6.圆心在y轴上且过点(3,1)的圆与x轴相切,则该圆的标准方程是( )
A. B. C. D.
7.若点在圆外,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知点P(x,y)在圆C:x2+y2-6x-6y+14=0上,则x+y的最大值与最小值是( )
A. B. C. D.
二、多选题(每小题6分,共18分)
9.已知圆的方程是,则下列坐标表示点在圆外的有( )
A. B. C. D.
10.已知圆的一般方程为,则( )
A.该圆圆心坐标为 B.该圆圆心坐标为 C.该圆半径为5 D.该圆半径为
11.已知方程,下列叙述正确的是( )
A.方程表示的是圆. B.当时,方程表示过原点的圆.
C.方程表示的圆的圆心在轴上. D.方程表示的圆的圆心在轴上.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12.圆的周长为 .(结果保留)
13.已知方程表示圆,则实数的取值范围是 .
14.已知动点到点的距离是到点的距离的2倍,则动点的轨迹所围成图形的面积为 .
B.能力检测
(限时30分钟,满分73分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C.1 D.2
2.已知直线和圆,则圆关于直线对称的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3.设为圆上一点,则点到直线距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知圆与圆为同心圆,且圆的半径为圆半径的2倍,则( )
A. B.
C. D.
5.已知直角梯形,且,,,,则过其中三点的圆的方程可以为( )
A. B.
C. D.
6.点为圆上任意一点,直线过定点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
7.阿波罗尼斯(公元前262年—公元前190年),古希腊人,与阿基米德、欧几里得一起被誉为古希腊三大数学家.阿波罗尼斯研究了众多平面轨迹问题,其中阿波罗尼斯圆是他的论著中的一个著名问题:已知平面上两点A,B,则所有满足(且)的点P的轨迹是一个圆.已知平面内的两个相异定点,,动点M满足,记M的轨迹为C,则轨迹C围成图形的面积是( )
A. B. C. D.
8.已知点,且点在圆上,为圆心,则下列说法错误的是( )
A.的最小值为 B.当最大时,的面积为2
C.的最大值为 D.的最大值为
二、多选题(每小题6分,共18分)
9.已知圆和轴相切,圆心在直线上,且被直线截得的弦长为,则圆的方程( )
A. B. C. D.
10.已知分别为圆与圆上的动点,为轴上的动点,则的值可能是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
11.设圆,则下列命题正确的是( )
A.所有圆的面积都是 B.存在,使得圆C过点
C.经过点的圆C有且只有一个 D.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上
三、填空题(每小题5分,共15分)
12.若点在圆内,则实数的取值范围为 .
13.圆心为两直线和的交点,且与直线相切的圆的标准方程是 .
14.已知圆与轴相切于点,与轴正半轴交于两点,,,则圆的方程为 .
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