内容正文:
专题2.5圆的方程重难点题型专训
(2个知识点+8大题型+2大拓展训练+自我检测)
题型一 由圆心(或半径)求圆的方程
题型二 求过已知三点的圆的标准方程
题型三 由标准方程确定圆心和半径
题型四 圆的一般方程与标准方程之间的互化
题型五 二元二次方程表示的曲线与圆的关系
题型六 求圆的一般方程
题型七 圆过定点问题
题型八 由圆的一般方程确定圆心和半径
拓展训练一 圆的标准方程相关问题求解
拓展训练二 圆的一般方程相关问题求解
知识点一:圆的方程
1.圆的定义
圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)是圆(定点为圆心,定长为半径).
圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小.
2.圆的标准方程
(1)圆的标准方程:方程 (r>0)叫作以点(a,b)为圆心,r为半径的圆的标准方程.
(2)圆的标准方程的优点:根据圆的标准方程很容易确定圆心坐标和半径.
(3)圆的标准方程的适用条件:从方程的形式可以知道,一个圆的标准方程中含有三个字母(待定),因此
在一般条件下,只要已知三个独立的条件,就可以求解圆的标准方程.
3.圆的一般方程
(1)方程叫做圆的一般方程.
(2)圆的一般方程的适用条件:从方程的形式可以知道,一个圆的一般方程中含有三个字母(待定),因
此在一般条件下,只要已知三个独立的条件,就可以求解圆的一般方程.
下列情况比较适用圆的一般方程:
①已知圆上三点,将三点坐标代入圆的一般方程,求待定系数D,E,F;
②已知圆上两点,圆心所在的直线,将两个点代入圆的方程,将圆心代入圆心所在的直线
方程,求待定系数D,E,F.
【即时训练】
1.(24-25高二上·海南·阶段练习)的三个顶点的坐标分别为,,,则的外接圆方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出的外接圆方程,将,,代入即可求解.
【详解】设的外接圆方程为,
所以,解得,
所以外接圆的方程为.
故选:.
2.(24-25高二下·四川广安·开学考试)过三点的圆的标准方程为 .
【答案】
【分析】设出圆的一般方程,代入三点坐标,即可求解联立方程求解.
【详解】设圆的方程为,
代入三点,有
解得,
故圆的方程为,
故圆的标准方程为.
故答案为:
知识点二:二元二次方程与圆的方程
1.二元二次方程与圆的方程
(1)二元二次方程与圆的方程的关系:
二元二次方程,对比圆的一般方程
,我们可以看出圆的一般方程是一个二元二次方程,但一个二元二次方程不一定是圆的方程.
(2)二元二次方程表示圆的条件:
二元二次方程表示圆的条件是.
【即时训练】
1.(2025·四川眉山·三模)方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据圆的一般方程可得出关于实数的不等式,解之即可.
【详解】若方程表示圆,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
故选:D.
2.(24-25高二上·北京·阶段练习)若方程表示圆,则的取值范围为 .
【答案】或,
【分析】将其配方,即可根据求解.
【详解】由可得,
故,解得或,
故答案为:或,
【经典例题一 由圆心(或半径)求圆的方程】
【例1】(2023·全国·高考真题)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.
【例2】(24-25高二上·河南安阳·期中)(1)求圆心在轴上,并且过原点和的圆的方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的方程.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用待定系数法计算即可求解;
(2)求出已知圆的圆心关于对称点的坐标,进而可求圆的方程.
【详解】(1)设圆方程:,
由已知,解得,
圆的方程为.
(2)设圆的圆心关于直线对称的点为,
则,解得,
即所求圆的圆心为,
故所求圆的方程为.
1.(2025·海南·模拟预测)如图是一个中国古典园林建筑中常见的圆形过径门,已知该门的最高点到地面的距离为米,门在地面处的宽度为米.现将其截面图放置在直角坐标系中,以地面所在的直线为轴,过圆心的竖直直线为轴,则门的轮廓所在圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用勾股定理可构造方程求得半径,进而得到圆心坐标,由此可得圆的方程.
【详解】设该圆的半径为,如图,
由题意知:,,,
由勾股定理得:,即,解得:,
,即圆的圆心为,则圆的方程为.
故选:A.
2.(多选)(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
3.(25-26高二上·四川内江·开学考试)已知圆C的一条直径的两个端点为和,则圆C的标准方程是
【答案】
【分析】求出圆心坐标与半径,即可求圆C的方程.
【详解】由题意,圆C的圆心为,
则半径为,
所以圆C的标准方程是.
故答案为:.
4.(24-25高二上·广东深圳·期中)求满足下列条件的圆的标准方程.
(1)圆心为,经过点;
(2)圆心在直线上,且与轴交于点.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据圆心和圆上的点求圆的半径,可得圆的标准方程.
(2)根据垂径定理,圆心在线段的垂直平分线上,又圆心在直线上可求圆心,再求半径,得圆的标准方程.
【详解】(1)由两点间的距离公式可得圆的半径
故圆的标准方程为
(2)因为圆与y轴交于点,所以圆心在直线y=3上.
又圆心在直线上,所以圆心的坐标为,
所以圆的半径,
故圆的标准方程为.
【经典例题二 求过已知三点的圆的标准方程】
【例1】(23-24高二上·天津南开·期中)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.
【例2】(2025高三·全国·专题练习)的三个顶点分别是,,,求的外接圆的标准方程.
【答案】
【分析】设圆的标准方程,将3个点的坐标代入圆的标准方程,建立方程组,解出a,b,r即可.
【详解】设所求的方程是.①
因为,,三点都在圆上,分别代入方程①.
得即
三式两两相减,整理得解得
代入,得.
所以的外接圆的标准方程是.
1.(2024·辽宁大连·一模)过点和,且圆心在x轴上的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】借助待定系数法计算即可得.
【详解】令该圆圆心为,半径为,则该圆方程为,
则有,解得,
故该圆方程为.
故选:D.
2.(多选)(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】分四种情况讨论,利用待定系数法求出圆的方程即可.
【详解】设圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为,
当圆过三点时,
则,解得,
所以圆的方程为.
故选:ABC.
【点睛】方法点睛:求圆的方程,主要有两种方法:
(1)几何法:具体过程中要用到初中有关圆的一些常用性质和定理.
如:①圆心在过切点且与切线垂直的直线上;
②圆心在任意弦的中垂线上;
③两圆相切时,切点与两圆心三点共线;
(2)待定系数法:根据条件设出圆的方程,再由题目给出的条件,列出等式,求出相关量.一般地,与圆心和半径有关,选择标准式,否则,选择一般式.不论是哪种形式,都要确定三个独立参数,所以应该有三个独立等式.
3.(24-25高三上·宁夏银川·阶段练习)已知圆经过三个点分别是,,,则圆的方程为 .
【答案】
【分析】设圆的方程为,根据条件建立方程组,联立方程求解出,即可求解.
【详解】设圆的方程为,
因为圆过点是,,三点,
所以①,②,③,
由①②得到④,由②③得到⑤,
由④⑤解得,代入①,得,
所以圆的方程为.
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】
【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.
【经典例题三 由标准方程确定圆心和半径】
【例1】(25-26高二上·全国·单元测试)曲线的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分类讨论写出圆的标准方程,画图得出结论.
【详解】由题意,
曲线,即:
或
或,
作出曲线如图所示:
曲线是以A,B,C,D四个点为圆心,半径为的四个半圆,
∴曲线的周长为.
故选:B.
【例2】(23-24高二·全国·课后作业)求出下列方程表示的圆的圆心和半径:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)圆心为,半径
(2)圆心为,半径
(3)圆心为,半径
(4)圆心为,半径
【分析】由圆的标准方程为,分析即得解
【详解】(1)由于圆的标准方程为
故表示的圆的圆心为,半径
(2)由于圆的标准方程为
故表示的圆的圆心为,半径
(3)由于圆的标准方程为
故表示的圆的圆心为,半径
(4)由于圆的标准方程为
故表示的圆的圆心为,半径
1.(24-25高二上·福建泉州·期中)若圆上恰好有两点到点的距离为3,则整数的取值个数共有( )
A.2个 B.4个 C.6个 D.8个
【答案】B
【分析】先根据条件证明,然后即可得到答案.
【详解】命题等价于到的距离属于,即,从而.
故的所有可能取值为,共个.
故选:B.
2.(多选)(23-24高二·全国·课后作业)下列说法错误的是( )
A.圆的圆心为,半径为5
B.圆的圆心为,半径为b
C.圆的圆心为,半径为
D.圆的圆心为,半径为
【答案】ABD
【分析】由圆的方程可得圆心坐标和半径即可判断四个选项的正误,进而可得符合题意的选项;
【详解】对于A:由圆可得:圆心为,半径为,故选项A错误;
对于B:由圆可得:圆心为,半径为,故选项B错误,
对于C:由圆可得:圆心为,半径为,故选项C正确;
对于D:由圆可得:圆心为,半径为,故选项D错误,
故选:ABD.
3.(24-25高二上·江苏无锡·期中)圆C的圆心在直线上,且C与x轴、y轴均相切,则C的半径为 .
【答案】2
【分析】设圆心为,由题意列式求解,即得答案.
【详解】因为圆C的圆心在直线上,
故设圆心为,由题意可得圆的半径为或,
则,解得,即得圆的半径为2,
故答案为:2
4.(23-24高二上·山西朔州·期中)求过三点的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标.
【答案】(x﹣4)2+(y+3)2=25,圆的半径为
【分析】设出圆的一般方程,把代入所设,得到关于的方程组,求解,即可求得圆的一般方程,化为标准方程,进一步求得圆心坐标与半径.
【详解】设圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则,解得D=﹣4,E=3,F=0,
∴圆的方程为x2+y2﹣8x+6y=0,
化为(x﹣4)2+(y+3)2=25,
可得:圆心是(4,﹣3)、半径r=5.
【点睛】本题主要考查圆的方程和性质,属于简单题.求圆的方程常见思路与方法有:①直接设出动点坐标 ,根据题意列出关于的方程即可;②根据几何意义直接找到圆心坐标和半径,写出方程;③待定系数法,可以根据题意设出圆的标准方程或一般式方程,再根据所给条件求出参数即可.
【经典例题四 圆的一般方程与标准方程之间的互化】
【例1】(24-25高二上·天津·阶段练习)圆的圆心和半径分别是( )
A.;1 B.; C.;1 D.;
【答案】D
【分析】首先化简为圆的标准方程,再求圆心和半径.
【详解】将圆的方程化为标准方程为,
所以圆心为,半径为.
故选:D
【例2】(2023高三·全国·专题练习)当,时,把化简成圆的标准方程的形式.
【答案】
【分析】将原式移项并整理得到,进而化为圆的标准式,注意参数k的范围.
【详解】由题设,则,
又,,则.
1.(23-24高二上·山东济南·阶段练习)已知圆的一般方程为,则圆的半径为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】化圆的一般方程为标准方程即可得解.
【详解】由可得圆的标准方程:,
故圆的半径为3.
故选:C
2.(23-24高二上·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
【分析】根据条件,直接求出圆心和半径,即可求解.
【详解】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.
3.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知圆的方程为,其面积为,则 .
【答案】
【分析】把圆的一般方式化为标准方程即可得到圆的半径,利用圆的面积即可求得结果.
【详解】由得,圆的半径为,
由圆的面积为得,,解得.
故答案为:.
4.(22-23高二·全国·课堂例题)判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)是圆心坐标为,半径为5的圆的方程
(2)是圆心坐标为,半径为的圆的方程
(3)不是圆的方程,理由见解析
【分析】(1)将方程配方成圆的标准方程的形式,可知其表示的是以为圆心,半径为5的圆;
(2)将方程两边除以4,化简可得其表示的是圆心坐标为,半径为的圆;
(3)通过配方可知方程无解,即其表示的不是圆的方程.
【详解】(1)原方程可以化为,
即,是圆的方程;
圆心坐标为,半径为5.
(2)方程两边除以4,得.
将左边配方,得,是圆的方程;
即圆心坐标为,半径为.
(3)因为原方程可以化为,即,
又因为满足上述方程的实数x,y不存在,所以原方程不是圆的方程.
【经典例题五 二元二次方程表示的曲线与圆的关系】
【例1】(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
【例2】(23-24高二下·全国·课堂例题)判断与是否是圆的方程,并说明原因.
【答案】答案见解析
【分析】根据圆的一般方程对表达式进行判断即可得出结论.
【详解】易知即为,其中
满足,其圆心为,半径为的圆;
对于来说,,不是圆的方程.
1.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)若方程表示圆,则实数a的取值范围是( )
A. B. C.. D.
【答案】A
【分析】圆的一般式中,由得到不等式,求出a的取值范围.
【详解】表示圆,
则,解得.
故选:A
2.(多选)(24-25高二上·重庆巫溪·期中)方程表示圆,则实数a的可能取值为( )
A. B.2 C.1 D.0
【答案】AB
【分析】由求出的取值范围,对各选项逐一验证即可.
【详解】由或.
故选:AB
3.(2025高三·全国·专题练习)若点在圆外,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据条件,得,即可求解.
【详解】因为点在圆外,
则,解得,
故答案为:.
4.(24-25高二上·全国·课前预习)当时,方程表示什么图形?当时,方程表示什么图形?
【答案】答案见解析
【分析】略
【详解】①当时,方程表示点.
②当时,方程不表示任何图形.
【经典例题六 求圆的一般方程】
【例1】(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.
【例2】(2025高三·全国·专题练习)到两定点和的距离的比等于2(即),求动点的轨迹方程.
【答案】
【分析】根据题设建立方程求解即可.
【详解】,,
代入,得,
化简得,
则动点的轨迹方程为.
1.(23-24高一下·吉林白城·期末)某圆拱桥的示意图如图所示,该圆拱的跨度是36m,拱高是6m,在建造时,每隔3m需用一个支柱支撑,则支柱的长为( )
A. B.
C. D.不确定
【答案】A
【分析】根据题意建立平面直角坐标系,设出圆的一般方程,求解圆的方程,代入点,得解
【详解】如图,以线段所在的直线为轴,线段的中点为坐标原点建立平面直角坐标系,那么点A,B,P的坐标分别为,,.
设圆拱所在的圆的方程是.
因为A,B,P在此圆上,故有
解得
故圆拱所在圆的方程是.
将点的横坐标代入上式,
结合图形解得.
故支柱的长为.
2.(23-24高二上·浙江宁波·期中)过三点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设出圆的一般方程,代入点坐标,计算得到答案.
【详解】设圆的方程为,将A,B,C三点的坐标代入方程,
整理可得,解得,
故所求的圆的一般方程为,
故选:D.
3.(24-25高二上·江苏常州·阶段练习)已知圆经过,,,则圆的一般方程为 .
【答案】
【分析】用待定系数法先设圆C的一般方程,再将圆C经过的点代入方程求出未知量即可得解.
【详解】设圆C的一般方程为,
则由题可得,解得,
所以圆的一般方程为.
故答案为:.
4.(24-25高二上·全国·课后作业)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.
【答案】.
【分析】设该圆的一般方程为,把题干所给条件代入解方程组即可.
【详解】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.
【经典例题七 圆过定点问题】
【例1】(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将方程进行变形整理,解方程组即可求得结果.
【详解】圆的方程化为,
由得或,
故圆恒过定点.
故选:D.
【例2】(23-24高三·全国·专题练习)求证:对任意实数,动圆恒过两定点.
【答案】证明见解析.
【分析】把动圆方程转化为关于实数a的一元一次方程,利用恒等式知识可得定点坐标.
【详解】证明:圆系方程可化为.
设.
∵对()恒成立,
∴,解得或.
因此,圆系过定点和.
1.(23-24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.
2.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)直线,圆,则与在同一坐标系中的图形可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出圆M的圆心和半径,可排除B,C选项,再由圆心的位置可得其横纵坐标的正负,从而可判断直线的位置.
【详解】解:由x2+y2-2ax+2by=0,得,
所以圆心,半径为,
由此可知圆过坐标原点,所以排除B,C,
由选项A,D可知,
所以直线l:ax-y+b=0过一、三、四象限,
故选:A.
3.(2024高三·全国·专题练习)当m变化时,圆x2+y2+(m+2)x+y-2=0恒过定点 .
【答案】(0,-2)和(0,1)
【详解】
解析:方程x2+y2+(m+2)x+y-2=0可化为(x2+y2+2x+y-2)+mx=0.由得所以定点坐标是(0,-2)和(0,1).
4.(23-24高一·全国·课后作业)已知动圆经过坐标原点,且圆心在直线上.
(1)求半径最小时的圆的方程;
(2)求证:动圆恒过一个异于点的定点.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)设出圆心坐标,表示出半径,利用二次函数的性质可得半径的最小值,进而可得此时圆的方程;
(2)设定点坐标,,表示出圆的方程,当为变量时,,能使该等式恒成立,即且,解方程组可得定点坐标.
【详解】(1)因为圆心在直线上,
所以设圆心的坐标为.
又因为动圆经过坐标原点,
所以动圆的半径,所以半径的最小值为.
并且此时圆的方程为:.
(2)设定点坐标,,因为圆的方程为:
所以,
即,
因为当为变量时,,却能使该等式恒成立,
所以只可能且
即解方程组可得:,或者,(舍去)
所以圆恒过一定点,.
【经典例题八 由圆的一般方程确定圆心和半径】
【例1】(24-25高二下·安徽宿州·期中)已知圆与圆,则两圆圆心所在直线的方程为( )
A.或 B. C. D.
【答案】C
【分析】求两圆的圆心,再求直线方程.
【详解】圆的圆心为,
圆可化为,
所以圆心为,圆心所在直线的斜率为,所以两圆圆心所在直线的方程为.
故选:C
【例2】(2025高三·全国·专题练习)求证:不论为何值,圆的圆心在同一直线上.
【答案】证明见解析
【分析】找出圆心坐标,消去参数即可.
【详解】证明:由圆方程得:
.
设圆心坐标为,则,
由得,代入化简得:,
所以不论为何值,圆心在同一直线上.
1.(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
2.(多选)(23-24高二·全国·假期作业)(多选)关于方程表示的圆,下列叙述正确的是( )
A.圆心在直线上 B.圆心在直线上
C.圆过原点 D.圆的半径为
【答案】ACD
【详解】圆可化为.圆心坐标为适合方程.
正确,不适合错误,把代入圆的方程适合,正确,又,
正确.故选ACD.
3.(24-25高二下·上海·期末)已知,圆的面积为,则 .
【答案】
【分析】根据圆的面积求出圆的半径,利用圆的标准方程求出半径即可列方程求解.
【详解】已知圆的方程为 ,
可得,
此为标准形式,圆心为 ,半径平方为 ,
由 得:,
解方程:.
故答案为:.
4.(23-24高二上·辽宁盘锦·期末)已知圆,直线.
(1)求圆的圆心坐标和半径;
(2)若直线与圆相切,求实数的值.
【答案】(1)圆心坐标为,半径为;(2)或.
【分析】(1)将圆的方程化为标准方程,可得出圆的圆心坐标和半径;
(2)利用圆心到直线的距离等于半径,可得出关于的等式,进而可解得实数的值.
【详解】(1)圆的方程化为标准方程为:,
故圆的圆心坐标为,半径为;
(2)圆心到直线的距离为,整理得,解得,
故实数的值为或.
【点睛】本题考查圆心坐标与半径的求解,同时也考查了利用直线与圆相切求参数,考查计算能力,属于基础题.
【拓展训练一 圆的标准方程相关问题求解】
【例1】(23-24高二上·广东东莞·期末)东莞鸿福路大桥是一座系杆拱桥,其圆拱结构可近似看作圆的一部分,经查询资料知该拱桥(如下图)的跨度AB约为126米,拱高OP约为9米,该拱桥每隔约7米用一根吊杆连接圆拱与系杆,则与OP相距35米的吊杆MN的高度约为( )(参考数据:)
A.7.3米 B.6.3米 C.5.3米 D.4.3米
【答案】B
【分析】以O为原点,以AB所在直线为x轴,以OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.设圆心坐标为,利用待定系数法求出圆的方程,将代入即可求得.
【详解】以O为原点,以AB所在直线为x轴,以OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.
设圆心坐标为,则,
可设圆拱所在圆的方程为,
由题意可得:,
解得:,
所以所求圆的方程为,
将代入圆方程,得: ,
因为,所以.
故选:B.
【例2】(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知圆C的圆心在y轴上,并且过原点和.
(1)求圆C的方程;
(2)若线段的端点,端点B在圆C上运动,求线段的中点M的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用待定系数法计算即可求解;
(2)设,,由中点坐标公式可得,,代入圆C方程,整理即可求解.
【详解】(1)设圆C方程:,
由已知,解得,
∴圆C的方程为.
(2)设点,.
∵,
∴.
整理得,,
∵点B在圆C上,∴,
∴点M的轨迹方程为.
1.(2024·四川绵阳·二模)已知曲线与x轴交于不同的两点A,B,与y轴交于点C,则过A,B,C(A,B,C均不重合)三点的圆的半径不可能为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】设出圆的方程,利用给定条件用m表示圆的半径,并求出半径的取值范围即得.
【详解】依题意,设点,则是方程的两个实根,
,,
显然点,当时,曲线过原点,点与点之一重合,不符合题意,则,
设过三点的圆方程为,由,得,
显然是的两个根,于是,
又,联立解得,又,
因此,而当或时,,
所以过三点的圆的半径的取值范围是,BCD均可能,A不可能.
故选:A
2.(多选)(23-24高二·全国·课后作业)已知三角形的三个顶点分别为,,,则( )
A.三角形OMN外接圆的方程为
B.三角形OMN外接圆的半径长为5
C.三角形OMN外接圆的圆心坐标
D.大于三角形OMN外接圆的半径
【答案】ABC
【分析】求出线段的垂直平分线的方程,两条垂直平分线的交点坐标即为圆心坐标,再求得半径后可得圆标准方程,求出后可判断各选项.
【详解】OM中点,中点,OM的垂直平分线PE的直线方程为①.MN的垂直平分线PF的直线方程为②.
联立①②,得解得则点为PE,PF的交点,即为圆心,,即为圆的半径.所以圆的方程为..
故选:ABC.
3.(23-24高二下·四川南充·阶段练习)已知点,,,则的外接圆方程为 .
【答案】
【分析】利用待定系数法进行求解即可.
【详解】设外接圆的方程为,
因为,,,
所以,解得,
因此外接圆的方程为,,
故答案为:.
4.(23-24高二上·吉林长春·期末)的顶点的垂心(三条高交点)为.
(1)求顶点的坐标;
(2)求的外接圆方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,根据,结合斜率公式即可得解;
(2)设的外接圆方程为,利用待定系数法求出即可.
【详解】(1)设,
由题意得,,
所以,解得,
所以顶点的坐标为;
(2)设的外接圆方程为,
则,解得,
所以的外接圆方程为.
【拓展训练二 圆的一般方程相关问题求解】
【例1】(23-24高二上·辽宁锦州·期末)已知方程表示圆,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据解不等式即可.
【详解】由题意得,即,解得或,
所以k的取值范围是,
故选:C.
【例2】(24-25高二上·广东汕头·期中)(1)一条光线从点射出,遇反射,反射光线所在直线的倾斜角为,若,求反射光线所在直线方程;
(2)的三个顶点分别是,,,求的外接圆的方程.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)求出点关于的对称点,求出斜率即可得反射光线所在直线方程;
(2)直接根据待定系数法即可得结果.
【详解】(1)设点关于的对称点,
由题意得,解得,即,
由于,所以,
可得反射光线所在直线的斜率,
所以反射光线所在直线方程为,即.
(2)设的外接圆的方程为,
由题意得,解得,
所以的外接圆的方程为,
1.(23-24高二上·浙江·期中)若直线与两坐标轴的交点为,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据点坐标写出以为直径的圆的方程即可.
【详解】直线与两坐标轴的交点为,
则,
则以为直径的圆半径为,圆心即为中点坐标为,
所以以为直径的圆的方程为,
化简得:.
故选:A
2.(22-23高二·江苏·假期作业)过坐标原点,且在x轴和y轴上的截距分别为2和3的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用待定系数法设出圆的一般方程,将三个点的坐标代入得到方程组,求出圆的方程.
【详解】设圆的方程为,
由题意知,圆过点,和,
所以,解得,
所以所求圆的方程为.
故选:A
3.(2024·上海·模拟预测)正方形草地边长到距离为到距离为,有个圆形通道经过,且经过上一点,求圆形通道的周长 .(精确到)
【答案】
【分析】利用给定条件求解圆的半径,再求周长即可.
【详解】如图,以为原点建系,易知,连接,
不妨设中点为,直线中垂线所在直线方程为,
化简得,所以圆心为,半径为,且经过点
即,化简得,
解得,
结合题意可得,故圆的周长为.
故答案为:
4.(23-24高二下·全国·课堂例题)从以下三个条件中任选一个,补充在下面的问题横线处,并进行解答.①经过点;②圆心在直线上;③以线段为直径.
问题:已知圆经过两点,且__________.求圆的方程;
注:如选择多个条件分别解答,按第一个条件计分.
【答案】选择见解析;
【分析】设圆方程为,利用待定系数法即可得解;
【详解】若选①:
依题意,设圆方程为,,,
则,解得,
所以圆方程为,标准方程为.
若选②:
依题意,设圆方程为,,
又圆心在直线上,
所以,解得,
所以圆方程为,标准方程为.
若选③:
依题意,点E为AB中点,故E点坐标为,圆E的半径,
所以圆标准方程为.
1.(2025高三·全国·专题练习)已知为坐标原点,直线与直线互相垂直且交于点,则以为圆心,为半径的圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用垂直关系求参数,从而可得交点,即可利用圆心和半径求得圆的标准方程.
【详解】由可得:,由,
解得:,即可得,则,
即所求圆的方程为.
故选:D.
2.(23-24高二上·吉林·期中)过点,,的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由弦的垂直平分线确定圆心坐标,求得半径即可.
【详解】由题意圆心在的垂直平分线上即在上,
也在的垂直平分线上即在上,
所以圆心坐标为:,,
所以圆的标准方程为:,
故选:A
3.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)已知圆上所有点都在第二象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】化简圆的表达式,得出圆心坐标和半径,利用所有点都在第二象限,即可得出的取值范围.
【详解】由题意,
在圆中,,
∴圆心坐标为,半径为3.
∵圆上所有点都在第二象限,
∴,解得.
故选:C.
4.(23-24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.
5.(24-25高二上·河南商丘·期中)已知圆的圆心在第二象限,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由方程表示圆得,结合圆心在第二象限可得到结果.
【详解】由方程表示圆得,,
解得.
圆心坐标为,由圆心在第二象限得,
所以实数a的取值范围为.
故选:C.
6.(多选)(23-24高二上·安徽亳州·阶段练习)已知,两点,以线段为直径的圆为圆P,则( )
A.在圆P上 B.在圆P内
C.在圆P内 D.在圆P外
【答案】AC
【分析】先计算圆P的圆心及半径,在利用点到圆心的距离与半径的大小关系一一判定即可.
【详解】以线段为直径的圆的圆心坐标为,半径,
易知,,,,
所以点在圆P上,点N在圆P外,点Q在圆P内.
故选:AC.
7.(多选)(2023·辽宁葫芦岛·二模)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】可以把点代入圆的方程,验证点是否在圆上,再判断各选项.
【详解】对于A,点在圆上,故A正确;
对于B,点在圆上,故B正确;
对于C,点都不在圆上,故C错误;
对于D,点都不在圆上,故D错误;
故选:AB.
8.(多选)(23-24高二上·江苏无锡·期中)若P为圆上任意一点,点,则的取值可以为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】ABC
【分析】根据的取值,计算的取值范围,即可判断选项.
【详解】圆,代入点,
则,则点在圆外,
所以的最大值为,最小值为,,
所以的取值范围是,所以的取值是3,5,7.
故选:ABC
9.(多选)(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)已知方程表示一个圆,则实数m可能的取值为( )
A.-1 B.0 C. D.1
【答案】BC
【分析】由圆的一般式,根据即可判断的可能取值.
【详解】因为方程表示一个圆,
令,
所以由,
化简得,解得.
故选:BC.
10.(多选)(23-24高二上·重庆万州·期中)若,,,四点共圆,则m的值为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】AD
【分析】依题意设出圆的一般方程,代入坐标可得圆方程为,由点在圆上即可解得或.
【详解】根据题意可设圆方程为,
将点,,代入可得,解得;
即圆方程为,
又点在圆上,所以,整理得,
解得或.
故选:AD
11.(25-26高二上·全国·课后作业)已知圆经过,两点,圆心在轴上,则圆的标准方程是 .
【答案】
【分析】利用两点距离公式,即可求解圆心和半径得解,或者利用圆的几何性质,根据弦的垂直平分线经过圆心可得圆心,即可由两点距离求解半径得解.
【详解】方法一:圆心在轴上,设圆心坐标为,半径为,
则,解得,
所以圆的标准方程为.
方法二:弦的中点为,且直线平行于轴,
则弦的垂直平分线为直线,即圆心.
所以半径,
则圆的标准方程为.
故答案为:
12.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆C过点,圆心在轴上,且圆心在直线上,则圆的标准方程为 ;设点,若圆上存在两点和,使得,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由题可得圆心坐标,求出半径即可得到圆的标准方程;由向量的线性运算可得,即,代入点坐标求解即可.
【详解】由解得所以.
设半径为,则,
则圆的标准方程为.
,即,
又,所以,
故点在以点为圆心,以4为半径的圆的内部或圆上,
即,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:,.
13.(24-25高二下·上海·期末)圆的半径为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,把圆的方程化成标准方程即可求解.
【详解】圆的标准方程为,
∴圆的半径为.
故答案为:.
14.(2025高二上·上海·专题练习)已知圆方程,则该圆心坐标是
【答案】
【分析】将圆的方程化为标准方程即可看出.
【详解】依题意,圆转化为标准方程得,所以圆心坐标为.
故答案为:.
15.(2025高三·全国·专题练习)已知函数过定点,且与坐标轴有3个不同的交点,,,那么经过,,三点的圆一定经过定点 .
【答案】,
【分析】由题设,令其为,令则是的两个根,经过,,三点的圆为,将点代入得,,进而有,令求定点坐标.
【详解】由题设,可得,故,
令,则,不妨令其为,令
令,则,且,
所以或,则是的两个根,
经过,,三点的圆为,
所以,即是的两个根,则,
且且(否则与中一点重合且为原点),则,
综上, ,则,
令,可得,即或,
对应分别为,所以圆必过,.
故答案为:,
16.(24-25高二上·青海西宁·阶段练习)求过两点和,且圆心在轴上的圆的标准方程.
【答案】
【分析】利用待定系数法即可列方程求解半径和圆心,进而得解.
【详解】设所求圆的标准方程为:,
依题意得,即,
解得,
所以所求圆的标准方程为:.
17.(22-23高二下·河南周口·阶段练习)已知直线,一束光线从原点射出,经反射.
(1)写出原点到反射光线距离的取值范围(只写结果即可,不需要写出求解过程);
(2)若反射光线平分,求入射光线对应的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据点关于线对称的性质,结合反射的性质进行求解即可;
(2)根据点关于线对称的性质,结合配方法进行求解即可.
【详解】(1)设原点关于的对称点坐标为,
所以有,
因此原点关于的对称点坐标为,如图,
当入射光线方向为方向时,到反射光线的距离取最小值0;
因为直线的斜率为,
所以反射光线斜率不等于,故到反射光线的距离取不到,
可无限接近,故原点到反射光线距离的取值范围是.
(2)由,得的标准方程为,
故反射光线过圆心.
设关于的对称点为,
则解得
故入射光线的直线方程为.
.
18.(23-24高二上·上海·课后作业)已知表示圆,求实数的值.
【答案】
【分析】将方程化为一般方程,利用方程表示的曲线为圆可得出关于实数的等式,求出的值,再代值检验即可得解.
【详解】解:由题意可知,则方程可化为.
所以,即,解得或,
当时,方程为,方程配方得,不符合题意;
当时,方程为,方程配方得,符合题意;
综上所述,.
19.(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.
20.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)(1)已知两点,求线段的垂直平分线的方程.
(2)求过三点的圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径.
【答案】(1);(2),圆心坐标为,半径为.
【分析】(1)求出中点和斜率后可求垂直平分线的方程;
(2)利用待定系数法可求圆的一般方程,化简后可求圆心和半径。
【详解】(1)的中点为,而的斜率为,
故中垂线的方程为.
(2)设圆的一般方程为,
由题设有,解得,
故圆的一般方程为,化简得到,
故圆的圆心坐标为,半径为
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专题2.5圆的方程重难点题型专训
(2个知识点+8大题型+2大拓展训练+自我检测)
题型一 由圆心(或半径)求圆的方程
题型二 求过已知三点的圆的标准方程
题型三 由标准方程确定圆心和半径
题型四 圆的一般方程与标准方程之间的互化
题型五 二元二次方程表示的曲线与圆的关系
题型六 求圆的一般方程
题型七 圆过定点问题
题型八 由圆的一般方程确定圆心和半径
拓展训练一 圆的标准方程相关问题求解
拓展训练二 圆的一般方程相关问题求解
知识点一:圆的方程
1.圆的定义
圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)是圆(定点为圆心,定长为半径).
圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小.
2.圆的标准方程
(1)圆的标准方程:方程 (r>0)叫作以点(a,b)为圆心,r为半径的圆的标准方程.
(2)圆的标准方程的优点:根据圆的标准方程很容易确定圆心坐标和半径.
(3)圆的标准方程的适用条件:从方程的形式可以知道,一个圆的标准方程中含有三个字母(待定),因此
在一般条件下,只要已知三个独立的条件,就可以求解圆的标准方程.
3.圆的一般方程
(1)方程叫做圆的一般方程.
(2)圆的一般方程的适用条件:从方程的形式可以知道,一个圆的一般方程中含有三个字母(待定),因
此在一般条件下,只要已知三个独立的条件,就可以求解圆的一般方程.
下列情况比较适用圆的一般方程:
①已知圆上三点,将三点坐标代入圆的一般方程,求待定系数D,E,F;
②已知圆上两点,圆心所在的直线,将两个点代入圆的方程,将圆心代入圆心所在的直线
方程,求待定系数D,E,F.
【即时训练】
1.(24-25高二上·海南·阶段练习)的三个顶点的坐标分别为,,,则的外接圆方程是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二下·四川广安·开学考试)过三点的圆的标准方程为 .
知识点二:二元二次方程与圆的方程
1.二元二次方程与圆的方程
(1)二元二次方程与圆的方程的关系:
二元二次方程,对比圆的一般方程
,我们可以看出圆的一般方程是一个二元二次方程,但一个二元二次方程不一定是圆的方程.
(2)二元二次方程表示圆的条件:
二元二次方程表示圆的条件是.
【即时训练】
1.(2025·四川眉山·三模)方程表示圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·北京·阶段练习)若方程表示圆,则的取值范围为 .
【经典例题一 由圆心(或半径)求圆的方程】
【例1】(2023·全国·高考真题)已知点,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【例2】(24-25高二上·河南安阳·期中)(1)求圆心在轴上,并且过原点和的圆的方程;
(2)求圆关于直线对称的圆的方程.
1.(2025·海南·模拟预测)如图是一个中国古典园林建筑中常见的圆形过径门,已知该门的最高点到地面的距离为米,门在地面处的宽度为米.现将其截面图放置在直角坐标系中,以地面所在的直线为轴,过圆心的竖直直线为轴,则门的轮廓所在圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(多选)(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.
3.(25-26高二上·四川内江·开学考试)已知圆C的一条直径的两个端点为和,则圆C的标准方程是
4.(24-25高二上·广东深圳·期中)求满足下列条件的圆的标准方程.
(1)圆心为,经过点;
(2)圆心在直线上,且与轴交于点.
【经典例题二 求过已知三点的圆的标准方程】
【例1】(23-24高二上·天津南开·期中)已知点、、,则外接圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【例2】(2025高三·全国·专题练习)的三个顶点分别是,,,求的外接圆的标准方程.
1.(2024·辽宁大连·一模)过点和,且圆心在x轴上的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(多选)(23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·宁夏银川·阶段练习)已知圆经过三个点分别是,,,则圆的方程为 .
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.
【经典例题三 由标准方程确定圆心和半径】
【例1】(25-26高二上·全国·单元测试)曲线的周长为( )
A. B. C. D.
【例2】(23-24高二·全国·课后作业)求出下列方程表示的圆的圆心和半径:
(1);
(2);
(3);
(4).
1.(24-25高二上·福建泉州·期中)若圆上恰好有两点到点的距离为3,则整数的取值个数共有( )
A.2个 B.4个 C.6个 D.8个
2.(多选)(23-24高二·全国·课后作业)下列说法错误的是( )
A.圆的圆心为,半径为5
B.圆的圆心为,半径为b
C.圆的圆心为,半径为
D.圆的圆心为,半径为
3.(24-25高二上·江苏无锡·期中)圆C的圆心在直线上,且C与x轴、y轴均相切,则C的半径为 .
4.(23-24高二上·山西朔州·期中)求过三点的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标.
【经典例题四 圆的一般方程与标准方程之间的互化】
【例1】(24-25高二上·天津·阶段练习)圆的圆心和半径分别是( )
A.;1 B.; C.;1 D.;
【例2】(2023高三·全国·专题练习)当,时,把化简成圆的标准方程的形式.
1.(23-24高二上·山东济南·阶段练习)已知圆的一般方程为,则圆的半径为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(23-24高二上·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.
3.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知圆的方程为,其面积为,则 .
4.(22-23高二·全国·课堂例题)判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由.
(1);
(2);
(3).
【经典例题五 二元二次方程表示的曲线与圆的关系】
【例1】(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.
【例2】(23-24高二下·全国·课堂例题)判断与是否是圆的方程,并说明原因.
1.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)若方程表示圆,则实数a的取值范围是( )
A. B. C.. D.
2.(多选)(24-25高二上·重庆巫溪·期中)方程表示圆,则实数a的可能取值为( )
A. B.2 C.1 D.0
3.(2025高三·全国·专题练习)若点在圆外,则实数的取值范围为 .
4.(24-25高二上·全国·课前预习)当时,方程表示什么图形?当时,方程表示什么图形?
【经典例题六 求圆的一般方程】
【例1】(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.
【例2】(2025高三·全国·专题练习)到两定点和的距离的比等于2(即),求动点的轨迹方程.
1.(23-24高一下·吉林白城·期末)某圆拱桥的示意图如图所示,该圆拱的跨度是36m,拱高是6m,在建造时,每隔3m需用一个支柱支撑,则支柱的长为( )
A. B.
C. D.不确定
2.(23-24高二上·浙江宁波·期中)过三点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·江苏常州·阶段练习)已知圆经过,,,则圆的一般方程为 .
4.(24-25高二上·全国·课后作业)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.
【经典例题七 圆过定点问题】
【例1】(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【例2】(23-24高三·全国·专题练习)求证:对任意实数,动圆恒过两定点.
1.(23-24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
2.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)直线,圆,则与在同一坐标系中的图形可能是( )
A. B.
C. D.
3.(2024高三·全国·专题练习)当m变化时,圆x2+y2+(m+2)x+y-2=0恒过定点 .
4.(23-24高一·全国·课后作业)已知动圆经过坐标原点,且圆心在直线上.
(1)求半径最小时的圆的方程;
(2)求证:动圆恒过一个异于点的定点.
【经典例题八 由圆的一般方程确定圆心和半径】
【例1】(24-25高二下·安徽宿州·期中)已知圆与圆,则两圆圆心所在直线的方程为( )
A.或 B. C. D.
【例2】(2025高三·全国·专题练习)求证:不论为何值,圆的圆心在同一直线上.
1.(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.
2.(多选)(23-24高二·全国·假期作业)(多选)关于方程表示的圆,下列叙述正确的是( )
A.圆心在直线上 B.圆心在直线上
C.圆过原点 D.圆的半径为
3.(24-25高二下·上海·期末)已知,圆的面积为,则 .
4.(23-24高二上·辽宁盘锦·期末)已知圆,直线.
(1)求圆的圆心坐标和半径;
(2)若直线与圆相切,求实数的值.
【拓展训练一 圆的标准方程相关问题求解】
【例1】(23-24高二上·广东东莞·期末)东莞鸿福路大桥是一座系杆拱桥,其圆拱结构可近似看作圆的一部分,经查询资料知该拱桥(如下图)的跨度AB约为126米,拱高OP约为9米,该拱桥每隔约7米用一根吊杆连接圆拱与系杆,则与OP相距35米的吊杆MN的高度约为( )(参考数据:)
A.7.3米 B.6.3米 C.5.3米 D.4.3米
【例2】(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知圆C的圆心在y轴上,并且过原点和.
(1)求圆C的方程;
(2)若线段的端点,端点B在圆C上运动,求线段的中点M的轨迹方程.
1.(2024·四川绵阳·二模)已知曲线与x轴交于不同的两点A,B,与y轴交于点C,则过A,B,C(A,B,C均不重合)三点的圆的半径不可能为( )
A. B. C.1 D.2
2.(多选)(23-24高二·全国·课后作业)已知三角形的三个顶点分别为,,,则( )
A.三角形OMN外接圆的方程为
B.三角形OMN外接圆的半径长为5
C.三角形OMN外接圆的圆心坐标
D.大于三角形OMN外接圆的半径
3.(23-24高二下·四川南充·阶段练习)已知点,,,则的外接圆方程为 .
4.(23-24高二上·吉林长春·期末)的顶点的垂心(三条高交点)为.
(1)求顶点的坐标;
(2)求的外接圆方程.
【拓展训练二 圆的一般方程相关问题求解】
【例1】(23-24高二上·辽宁锦州·期末)已知方程表示圆,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例2】(24-25高二上·广东汕头·期中)(1)一条光线从点射出,遇反射,反射光线所在直线的倾斜角为,若,求反射光线所在直线方程;
(2)的三个顶点分别是,,,求的外接圆的方程.
1.(23-24高二上·浙江·期中)若直线与两坐标轴的交点为,则以为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(22-23高二·江苏·假期作业)过坐标原点,且在x轴和y轴上的截距分别为2和3的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2024·上海·模拟预测)正方形草地边长到距离为到距离为,有个圆形通道经过,且经过上一点,求圆形通道的周长 .(精确到)
4.(23-24高二下·全国·课堂例题)从以下三个条件中任选一个,补充在下面的问题横线处,并进行解答.①经过点;②圆心在直线上;③以线段为直径.
问题:已知圆经过两点,且__________.求圆的方程;
注:如选择多个条件分别解答,按第一个条件计分.
1.(2025高三·全国·专题练习)已知为坐标原点,直线与直线互相垂直且交于点,则以为圆心,为半径的圆的方程为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·吉林·期中)过点,,的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)已知圆上所有点都在第二象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(23-24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
5.(24-25高二上·河南商丘·期中)已知圆的圆心在第二象限,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(多选)(23-24高二上·安徽亳州·阶段练习)已知,两点,以线段为直径的圆为圆P,则( )
A.在圆P上 B.在圆P内
C.在圆P内 D.在圆P外
7.(多选)(2023·辽宁葫芦岛·二模)过四点中的三点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
8.(多选)(23-24高二上·江苏无锡·期中)若P为圆上任意一点,点,则的取值可以为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
9.(多选)(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)已知方程表示一个圆,则实数m可能的取值为( )
A.-1 B.0 C. D.1
10.(多选)(23-24高二上·重庆万州·期中)若,,,四点共圆,则m的值为( )
A.2 B. C. D.3
11.(25-26高二上·全国·课后作业)已知圆经过,两点,圆心在轴上,则圆的标准方程是 .
12.(25-26高二上·全国·单元测试)已知圆C过点,圆心在轴上,且圆心在直线上,则圆的标准方程为 ;设点,若圆上存在两点和,使得,则实数的取值范围为 .
13.(24-25高二下·上海·期末)圆的半径为 .
14.(2025高二上·上海·专题练习)已知圆方程,则该圆心坐标是
15.(2025高三·全国·专题练习)已知函数过定点,且与坐标轴有3个不同的交点,,,那么经过,,三点的圆一定经过定点 .
16.(24-25高二上·青海西宁·阶段练习)求过两点和,且圆心在轴上的圆的标准方程.
17.(22-23高二下·河南周口·阶段练习)已知直线,一束光线从原点射出,经反射.
(1)写出原点到反射光线距离的取值范围(只写结果即可,不需要写出求解过程);
(2)若反射光线平分,求入射光线对应的直线方程.
18.
(23-24高二上·上海·课后作业)已知表示圆,求实数的值.
19.(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.
20.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)(1)已知两点,求线段的垂直平分线的方程.
(2)求过三点的圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径.
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